JP5344821B2 - System and method for variable valve actuation in an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

A system and method for actuating one or more engine valves is provided. In particular, systems and methods for providing variable valve actuation to improve engine performance are provided. Embodiments of the present invention may be used in conjunction with positive power, engine braking, and/or exhaust gas recirculation operation of an internal combustion engine. In one embodiment, the system comprises: a valve train element; a housing disposed intermediate the valve train element and the engine valve; an outer piston slidably disposed in a bore formed in the housing, the outer piston having a cavity formed therein; an inner piston slidably disposed in the outer piston cavity; and a valve in communication with the outer piston cavity, the valve having more than one position, wherein the position of the valve determines the timing of the engine valve event.

Description

本出願は、2004年10月14日に出願された、名称「System and Method for Variable Valve Actuation in an Internal Combustion Engine(内燃機関における可変弁作動のためのシステム及び方法)」の米国特許仮出願第60/618178号に関連し、且つその優先権を主張し、その写しは、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。   This application is a US patent provisional application filed October 14, 2004, entitled “System and Method for Variable Valve Actuation in an Internal Combustion Engine”. 60/618178 and claims its priority, a copy of which is hereby incorporated by reference in its entirety.
本出願は、全体的に機関における1つ以上の弁を作動させるためのシステム及び方法に関する。特に、本出願は、機関性能を改善するために可変弁作動を提供するためのシステム及び方法に関する。本発明の実施例は、内燃機関のポジティブ・パワー、機関制動、及び/又は排気ガス再循環動作とともに使用されることができる。   The present application relates generally to systems and methods for operating one or more valves in an engine. In particular, this application relates to systems and methods for providing variable valve actuation to improve engine performance. Embodiments of the present invention can be used in conjunction with internal engine positive power, engine braking, and / or exhaust gas recirculation operations.
内燃機関における弁作動は、機関が、ポジティブ・パワー、機関制動、及び排気ガス再循環(EGR)を作るために必要である。ポジティブ・パワー中、1つ以上の吸気弁は、燃焼のためにシリンダ内に燃料及び空気を入れるために開放されることができる。1つ以上の排気弁は、燃焼ガスがシリンダから出ることを可能にするために開放されることができる。吸気、排気、及び/又は補助弁は、改善された排出物のためにガスを再循環するために様々なタイミングで、ポジティブ・パワー中に開放されることもできる。   Valve actuation in an internal combustion engine is necessary for the engine to create positive power, engine braking, and exhaust gas recirculation (EGR). During positive power, one or more intake valves can be opened to bring fuel and air into the cylinder for combustion. One or more exhaust valves can be opened to allow combustion gases to exit the cylinder. Intake, exhaust, and / or auxiliary valves can also be opened during positive power at various times to recirculate gas for improved emissions.
機関弁作動は、機関がポジティブ・パワーを作るために使用されないとき、機関制動及び排気ガス再循環を作るために使用されることもできる。機関制動中、1つ以上の排気弁は、機関を少なくとも一時的に空気圧縮器に変換するために選択的に開放されることができる。そうすることで、機関は、車両の速度を低下させることを助けるように馬力を遅らせることを展開する。これは、操作者に車両への増大された制御を提供し、且つ車両の有用制動に対する磨耗を実質的に低減することができる。   Engine valve actuation can also be used to create engine braking and exhaust gas recirculation when the engine is not used to create positive power. During engine braking, one or more exhaust valves can be selectively opened to at least temporarily convert the engine to an air compressor. By doing so, the engine deploys slowing down the horsepower to help reduce the speed of the vehicle. This provides the operator with increased control over the vehicle and can substantially reduce wear on useful braking of the vehicle.
機関弁は、圧縮解放制動及び/又は抽気制動を作るために作動されることができる。圧縮解放タイプの機関制動又はリターダの動作は、良く知られている。ピストンが、その圧縮行程中に上方へ進むにつれ、シリンダ内に捕らえられたガスは、圧縮される。圧縮されたガスは、ピストンの上方への運動に対抗する。機関制動動作中、ピストンが上死点(TDC)に近づくにつれ、少なくとも1つの排気弁は、シリンダ内の圧縮されたガスを排気マニホールドに解放するために開放され、圧縮されたガスに蓄えられたエネルギが、以降の膨張下方行程で機関に戻ることを妨げる。そうすることで、機関は、車両の速度を低下させることを助けるようにパワーを遅らせることを展開する。従来技術の圧縮解放機関制動の実施例は、参照によって本明細書に組み込まれるCumminsの米国特許第3220392号明細書(1965年11月)の開示によって提供される。   The engine valve can be actuated to create compression release braking and / or bleed braking. The operation of a compression release type engine braking or retarder is well known. As the piston moves upward during its compression stroke, the gas trapped in the cylinder is compressed. The compressed gas opposes the upward movement of the piston. During engine braking operation, as the piston approaches top dead center (TDC), at least one exhaust valve was opened to release the compressed gas in the cylinder to the exhaust manifold and stored in the compressed gas. Energy is prevented from returning to the engine in subsequent expansion down strokes. By doing so, the engine develops slowing down the power to help reduce the speed of the vehicle. An example of prior art compression release engine braking is provided by the disclosure of Cummins US Pat. No. 3,320,392 (November 1965), incorporated herein by reference.
抽気タイプの機関制動の動作は、また長い間知られている。機関制動中、通常の排気弁リフトに加えて、排気弁は、残る機関サイクル(全サイクル抽気制動)の間中、又はサイクルの一部(部分サイクル抽気制動)中に連続してわずかに開放されて保持されることができる。部分サイクル抽気制動と全サイクル抽気制動との間の主な差異は、部分サイクル抽気制動が、ほとんどの吸気行程中に排気弁リフトを有さないことである。   The operation of bleed-type engine braking has also been known for a long time. During engine braking, in addition to the normal exhaust valve lift, the exhaust valve is slightly opened continuously during the remaining engine cycle (full cycle bleed braking) or part of the cycle (partial cycle bleed braking). Can be held. The main difference between partial cycle bleed braking and full cycle bleed braking is that partial cycle bleed braking does not have an exhaust valve lift during most intake strokes.
排気ガス再循環(EGR)の基本原理も良く知られている。適切に動作する機関が、その燃焼室内での燃料及び注入空気の組合せへの作用を行った後、機関は、機関シリンダから残留するガスを排気する。EGRシステムは、これら排気ガスの一部が機関シリンダ内に流れて戻ることを可能にする。機関シリンダへのガスの再循環は、著しい利点を提供するために、ポジティブ・パワー動作中及び/又は機関制動サイクル中に使用されることができる。本明細書で使用されるとき、EGRは、機関制動サイクル中のガスの再循環である制動ガス再循環(BGR)を含むことができる。   The basic principle of exhaust gas recirculation (EGR) is also well known. After a properly operating engine acts on the combination of fuel and injected air in its combustion chamber, the engine exhausts residual gas from the engine cylinder. The EGR system allows some of these exhaust gases to flow back into the engine cylinder. Gas recirculation to the engine cylinder can be used during positive power operation and / or during engine braking cycles to provide significant advantages. As used herein, EGR can include braking gas recirculation (BGR), which is gas recirculation during an engine braking cycle.
ポジティブ・パワー動作中、EGRシステムは、機関排出物を改善するために主に使用される。機関ポジティブ・パワー中、1つ以上の吸気弁は、燃料、及びシリンダ内の燃料を燃やすために必要な酸素を含む大気から空気を入れるために開放されることができる。しかしながら、空気は大量の窒素も含む。機関シリンダ内に見出される高い温度は、窒素を任意の使用されていない酸素と反応させ、且つ窒素酸化物(NOx)を形成させる。窒素酸化物は、ディーゼル機関によって放出される主要な汚染物質の1つである。EGRシステムに提供される再循環ガスは、機関によって既に使用され、且つわずかな量の酸素だけを含む。これらガスを新鮮な空気と混合することによって、機関に入る酸素の量は、低減されることができ、且つより少ない窒素酸化物が形成されることができる。加えて、再循環ガスは、機関シリンダ内の燃焼温度を、窒素がNOxを形成するように酸素と結合する点より低く低下させる効果を有することができる。結果として、EGRシステムは、生成されるNOxの量を低減し、且つ機関排出物を改善するように作用することができる。米国及び他国における、ディーゼル機関に関する現在の環境基準、並びに提案されている規制は、改善された放出物の必要性が、ただ将来においてより重要になるだけであることを示す。   During positive power operation, the EGR system is primarily used to improve engine emissions. During engine positive power, one or more intake valves can be opened to allow air to enter from the atmosphere including the fuel and oxygen necessary to burn the fuel in the cylinder. However, air also contains a large amount of nitrogen. The high temperatures found in the engine cylinder cause nitrogen to react with any unused oxygen and form nitrogen oxides (NOx). Nitrogen oxides are one of the major pollutants emitted by diesel engines. The recycle gas provided to the EGR system is already used by the engine and contains only a small amount of oxygen. By mixing these gases with fresh air, the amount of oxygen entering the engine can be reduced and less nitrogen oxides can be formed. In addition, the recycle gas can have the effect of lowering the combustion temperature in the engine cylinder below the point at which nitrogen combines with oxygen to form NOx. As a result, the EGR system can act to reduce the amount of NOx produced and improve engine emissions. Current environmental standards for diesel engines and proposed regulations in the United States and other countries indicate that the need for improved emissions will only become more important in the future.
EGRシステムは、機関制動動作中に遅延するパワーを最適にするためにも使用されることができる。上述のように、機関制動中に、1つ以上の排気弁は、少なくとも一時的に機関を空気圧縮器に変換するために選択的に開放されることができる。EGRを使用して機関内の圧力及び温度を制御することによって、制動のレベルは、様々な動作状況で最適化されることができる。   The EGR system can also be used to optimize the power delayed during engine braking operation. As mentioned above, during engine braking, one or more exhaust valves can be selectively opened to at least temporarily convert the engine to an air compressor. By using EGR to control pressure and temperature in the engine, the level of braking can be optimized in various operating situations.
多くの内燃機関において、機関吸気及び排気弁は、固定輪郭カムによって、より詳細には各カムの一体部分であり得る1つ以上の固定ローブによって開放及び閉鎖されることができる。吸気及び排気弁のタイミング及びリフトが変えられることができるなら、増大された性能、改善された燃料経済性、より少ない放出物、及びより良好な車両操縦性などの利点は、達成されることができる。しかしながら、固定輪郭カムの使用は、様々な機関動作状況のために機関弁リフトのタイミング及び/又は量を最適化するために、それらを調整することを困難にすることがある。   In many internal combustion engines, the engine intake and exhaust valves can be opened and closed by fixed contour cams, and more particularly by one or more fixed lobes that can be an integral part of each cam. If the timing and lift of the intake and exhaust valves can be varied, benefits such as increased performance, improved fuel economy, fewer emissions, and better vehicle maneuverability can be achieved. it can. However, the use of fixed contour cams can make it difficult to adjust them to optimize the timing and / or amount of engine valve lift for various engine operating situations.
固定輪郭カムが与えられた弁タイミング及びリフトを調整する1つの方法は、弁とカムとの間の弁列リンク装置における「から動き」システムを組み込む弁作動を提供した。から動きは、可変長さの機械的、流体的、及び/又は他のリンク装置アセンブリで、カム輪郭によって禁止される弁運動を修正するための一種の技術的な解決方法に与えられる用語である。から動きシステムにおいて、カム・ローブは、機関動作状況の全範囲にわたって必要な「最大」(最長のドエル及び最大のリフト)の運動を提供することができる。次に可変長さシステムは、カムによって弁に与えられる運動の一部又は全てを減ずる又は失うように、開かれるべき弁及び最大運動を提供するカムの中間である弁列リンク装置に含まれることができる。   One method of adjusting valve timing and lift given a fixed profile cam has provided valve actuation that incorporates a “run from” system in the valve train linkage between the valve and cam. Is a term given to a kind of technical solution for correcting valve movements that are prohibited by cam profile in variable length mechanical, fluidic and / or other linkage assemblies. . In a to-motion system, the cam lobe can provide the necessary “maximum” (longest dwell and maximum lift) movement over the full range of engine operating conditions. The variable length system is then included in the valve train linkage that is intermediate between the valve to be opened and the cam providing maximum motion so as to reduce or lose some or all of the motion imparted to the valve by the cam. Can do.
いくつかの以前のから動きシステムは、から動きシステムの長さを迅速に変えるために高速機構を使用した。から動きシステムの長さを変えるために高速機構を使用することによって、正確な制御が、弁作動にわたって達成されることができ、したがって最適な弁作動は、機関作動状況の広範な範囲に関して達成されることができる。しかしながら、高速制御機構を用いるシステムは、製造及び動作するために高価であり得る。   Some previous motion systems have used high speed mechanisms to quickly change the length of the motion system. By using a high speed mechanism to vary the length of the motion system from, accurate control can be achieved over valve operation, and thus optimal valve operation is achieved over a wide range of engine operating conditions. Can. However, systems using high speed control mechanisms can be expensive to manufacture and operate.
本発明のシステム及び方法は、ポジティブ・パワー、機関制動弁イベント、及び/又はEGR/BGR弁イベントのための弁作動を必要とする機関に特に有用であり得る。本発明の様々な実施例のシステム及び方法は、動作するために高速電子制御を必要としない、より低い価格で、製造が実現可能な可変弁作動システムを提供することができる。さらに、本発明のシステム及び方法は、内燃機関のポジティブ・パワー、機関制動、及び/又はEGR/BGR動作中の機関性能を改善するために、可変弁の開放及び閉鎖を提供することができる。   The systems and methods of the present invention may be particularly useful for engines that require valve actuation for positive power, engine braking valve events, and / or EGR / BGR valve events. The systems and methods of various embodiments of the present invention can provide a variable valve actuation system that can be manufactured at a lower cost that does not require high-speed electronic control to operate. Furthermore, the system and method of the present invention can provide variable valve opening and closing to improve engine performance during positive power, engine braking, and / or EGR / BGR operation of the internal combustion engine.
本発明の実施例の追加の利点は、以下の記載に部分的に示され、且つ本発明の記載から及び/又は本発明の実施から、当業者には部分的に明らかである。   Additional advantages of embodiments of the present invention will be set forth in part in the following description and in part will be apparent to those skilled in the art from the description of the invention and / or from the practice of the invention.
前述の試みに応じて、本発明者は、1つ以上の機関弁を作動させるための革新的なシステム及び方法を開発した。一実施例において、本発明は、弁アクチュエータに動作可能に接続された運動を与える手段を備え、弁アクチュエータは、次に1つ以上の機関弁に動作可能に接続される、可変弁の開放及び/又は閉鎖を提供するための弁作動システムである。   In response to the foregoing attempts, the inventor has developed an innovative system and method for actuating one or more engine valves. In one embodiment, the present invention comprises means for imparting motion operatively connected to a valve actuator, the valve actuator being then operatively connected to one or more engine valves and the opening of the variable valve and A valve actuation system for providing a closure.
本発明者は、機関弁イベントを生じるために内燃機関における機関弁を作動させるためのシステムを開発した。一実施例において、システムは、弁作動運動を与える手段と、運動を与える手段及び機関弁の中間に配置されるハウジングと、その中に形成される空洞を有し、ハウジング内に形成された孔内に滑動可能に配置された外側ピストンと、外側ピストン空洞内に滑動可能に配置された内側ピストンと、1つ以上の位置を有し、外側ピストン空洞と連通する弁とを備え、弁の位置は、機関弁イベントのタイミングを決定する。   The inventor has developed a system for operating an engine valve in an internal combustion engine to cause an engine valve event. In one embodiment, the system includes a means for providing valve actuation motion, a housing disposed intermediate the motion providing means and the engine valve, and a cavity formed therein, and a hole formed in the housing. An outer piston slidably disposed within the inner piston, an inner piston slidably disposed within the outer piston cavity, and a valve having one or more positions and in communication with the outer piston cavity. Determines the timing of the engine valve event.
本発明者は、さらに、機関弁イベントを生じるために内燃機関における機関弁を作動させるためのシステムを開発した。一実施例において、システムは、弁作動運動を与える手段と、運動を与える手段及び機関弁の中間に配置されるハウジングと、その中に形成される空洞を有し、ハウジング内に形成された孔内に滑動可能に配置された外側ピストンと、外側ピストン空洞内に滑動可能に配置された内側ピストンと、第1の位置及び第2の位置を有し、外側ピストン空洞と連通する弁であって、弁の位置は、機関弁イベントのタイミングを決定する、弁と、外側ピストン空洞に流体圧流体を供給するように構成された供給通路と、外側ピストン空洞から流体圧流体を解放するように構成されたリセット通路とを備える。   The inventor has further developed a system for operating an engine valve in an internal combustion engine to cause an engine valve event. In one embodiment, the system includes a means for providing valve actuation motion, a housing disposed intermediate the motion providing means and the engine valve, and a cavity formed therein, and a hole formed in the housing. An outer piston slidably disposed within, an inner piston slidably disposed within the outer piston cavity, and a valve having a first position and a second position and in communication with the outer piston cavity. The position of the valve determines the timing of an engine valve event, the valve, a supply passage configured to supply hydraulic fluid to the outer piston cavity, and configured to release hydraulic fluid from the outer piston cavity Reset passage.
前述の全体的な記載及び以下の詳細な記載は、例示的及び説明的なだけであり、請求されるように本発明を限定するものではないことは理解されるべきである。参照によって本明細書に組み込まれ且つ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本明細書の所定の実施例を示し、且つ詳細な記載とともに本発明の原理を説明するように作用する。   It should be understood that the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention as claimed. The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification by reference, illustrate certain embodiments of this specification and, together with the detailed description, serve to explain the principles of the invention. .
本発明の理解を助けるために、同様の参照符号が同様の要素を参照する添付の図面を以下に参照する。図面は、例示的なものにすぎず、本発明を制限するものとして解釈されるべきではない。   To assist in understanding the present invention, reference will now be made to the accompanying drawings, in which like reference numerals refer to like elements. The drawings are only exemplary and are not to be construed as limiting the invention.
その実施例が添付の図面に示される、本発明のシステム及び方法の実施例を以下に詳細に参照する。本明細書で具体化されるように、本発明は、機関弁の作動を制御するためのシステム及び方法を含む。   Reference will now be made in detail to embodiments of the system and method of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. As embodied herein, the present invention includes systems and methods for controlling the operation of engine valves.
本発明の第1の実施例は、弁作動システム10として図1に概略的に示される。弁作動システム10は、弁アクチュエータ300に動作可能に接続された運動を与える手段100を含み、弁アクチュエータ300は、次に、1つ以上の機関弁200に動作可能に接続される。運動を与える手段100は、弁アクチュエータ300に運動を印加するように構成される。弁アクチュエータ300は、弁200に、(1)全ての運動を伝達する又は(2)全て未満の運動を伝達するように選択的に制御されることができる。弁アクチュエータ300は、機関弁200に伝達される運動の量及びタイミングを選択的に修正するように構成されることもできる。   A first embodiment of the present invention is shown schematically in FIG. The valve actuation system 10 includes means 100 for imparting motion operably connected to the valve actuator 300, which is then operatively connected to one or more engine valves 200. The means for imparting motion 100 is configured to apply motion to the valve actuator 300. The valve actuator 300 can be selectively controlled to the valve 200 to (1) transmit all motion or (2) transmit less than all motion. The valve actuator 300 can also be configured to selectively modify the amount and timing of the motion transmitted to the engine valve 200.
運動伝達モードで動作するとき、弁アクチュエータ300は、制限されず、主吸気、主排気、圧縮解放制動、抽気制動、及び/又は排気ガス再循環イベントなどの1つ以上の機関弁イベントを生じるために、機関弁200を作動させることができる。弁アクチュエータ300を含む弁作動システム10は、コントローラ400からの信号又は入力に応答して、全ての運動を伝達するモードと全ての運動を伝達しないモードとの間で切り替えられることができる。機関弁200は、1つ以上の排気弁、吸気弁、又は補助弁であり得る。   When operating in the motion transfer mode, the valve actuator 300 is not limited to produce one or more engine valve events such as main intake, main exhaust, compression release braking, bleed braking, and / or exhaust gas recirculation events. In addition, the engine valve 200 can be operated. In response to a signal or input from the controller 400, the valve actuation system 10 including the valve actuator 300 can be switched between a mode that transmits all motion and a mode that does not transmit all motion. The engine valve 200 may be one or more exhaust valves, intake valves, or auxiliary valves.
運動を与える手段100は、周期的に弁アクチュエータ300に運動を与えるように構成された、例えば、カム、プッシュ・チューブ、及びロッカー・アーム、又はそれらの等価物などの、電気的、流体圧的、及び機械的要素の任意の組合せを備えることができる。本発明の少なくとも一実施例において、運動を与える手段100は、カム110を備える。カム110は、排気カム、吸気カム、注入器カム、及び/又は専用のカムを備えることができる。カム110は、1つ以上の機関弁イベントを生じるために1つ以上のカム・ローブを含むことができる。カム110は、例えば、主(排気又は吸気)イベント・ローブ、機関制動イベント・ローブ、及びEGR/BGRイベント・ローブなどのローブを含むことができる。カム110は、従来の機関弁開放及び閉鎖時期を提供するように構成されることができ、又は修正された(より早い又はより遅い)機関弁開放及び閉鎖時期を提供するように構成されることができる。   The means for imparting motion 100 is configured to impart motion to the valve actuator 300 periodically, for example, electrical, hydraulic, such as cams, push tubes, and rocker arms, or equivalents thereof. , And any combination of mechanical elements. In at least one embodiment of the invention, the means for imparting motion 100 comprises a cam 110. The cam 110 can comprise an exhaust cam, an intake cam, an injector cam, and / or a dedicated cam. The cam 110 can include one or more cam lobes to cause one or more engine valve events. Cam 110 may include lobes such as main (exhaust or intake) event lobes, engine braking event lobes, and EGR / BGR event lobes, for example. The cam 110 can be configured to provide a conventional engine valve opening and closing timing, or can be configured to provide a modified (earlier or later) engine valve opening and closing timing. Can do.
弁アクチュエータ300は、弁200を作動させるために選択的に運動を伝達する任意の構造を備えることができる。弁アクチュエータ300は、例えば、選択的に運動を伝達するように構成される、機械的リンク装置、流体圧的リンク装置、流体機械的リンク装置、電気機械的リンク装置、電磁気的リンク装置、空気リンク装置、及び/又は任意の他のリンク装置を備えることができる。   The valve actuator 300 can comprise any structure that selectively transmits motion to actuate the valve 200. The valve actuator 300 may be, for example, a mechanical linkage, a hydraulic linkage, a hydromechanical linkage, an electromechanical linkage, an electromagnetic linkage, an air link configured to selectively transmit motion. Devices and / or any other linking device may be provided.
図1を参照し続けると、それが、流体圧回路を組み込むとき、弁アクチュエータ300は、弁アクチュエータ300に及び弁アクチュエータ300から流体圧流体を供給するための手段に動作可能に接続されることができる。供給手段は、回路から流体圧流体を解放し、回路に流体圧流体を追加し、又は回路内の流体の流れを制御するために使用される、例えば、トリガ弁、制御弁、アキュムレータ、逆止弁、流体供給源、及び/又は他のデバイスなどの回路内の流体の圧力又は量を調整するための手段を含むことができる。弁アクチュエータ300は、運動を与える手段100及び弁200を接続する弁列内の任意の点に配置されることができる。   With continued reference to FIG. 1, when it incorporates a hydraulic circuit, the valve actuator 300 may be operatively connected to the valve actuator 300 and to means for supplying hydraulic fluid from the valve actuator 300. it can. The supply means is used to release hydraulic fluid from the circuit, add hydraulic fluid to the circuit, or control the flow of fluid in the circuit, eg, trigger valve, control valve, accumulator, check Means may be included for regulating the pressure or amount of fluid in the circuit, such as valves, fluid sources, and / or other devices. The valve actuator 300 can be placed at any point in the valve train connecting the means for imparting motion 100 and the valve 200.
コントローラ400は、弁アクチュエータ300と連絡し、且つ弁アクチュエータ300を機関弁200に対して運動を伝達すること、又は運動の一部若しくは全てを伝達しないことをさせるための、任意の電気的、機械的、流体圧的、電気流体圧的、又は他のタイプの制御デバイスを備えることができる。コントローラ400は、弁アクチュエータ300の適切な動作を決定し且つ選択するために、他の機関構成部品に結合されたマイクロプロセッサを含むことができる。ポジティブ・パワー、機関制動、及び/又はEGR/BGR動作は、機関構成部品からマイクロプロセッサによって収集される情報に基づいて弁アクチュエータ300を制御することによって、複数の機関動作状況(例えば、速度、負荷など)で達成され且つ最適化されることができる。収集される情報は、制限されず、機関速度、車両速度、油温度、マニホールド(又はポート)温度、マニホールド(又はポート)圧力、シリンダ温度、シリンダ圧力、粒子情報、及び/又はクランク角度を含むことができる。   The controller 400 may be any electrical, mechanical, in communication with the valve actuator 300 and causing the valve actuator 300 to transmit motion to the engine valve 200 or not transmit some or all of the motion. , Hydraulic, electrohydraulic, or other types of control devices may be provided. The controller 400 can include a microprocessor coupled to other engine components to determine and select the proper operation of the valve actuator 300. Positive power, engine braking, and / or EGR / BGR operation may control multiple actuator operating conditions (eg, speed, load, etc.) by controlling the valve actuator 300 based on information collected by the microprocessor from engine components. Etc.) and can be optimized. The information collected is not limited and includes engine speed, vehicle speed, oil temperature, manifold (or port) temperature, manifold (or port) pressure, cylinder temperature, cylinder pressure, particle information, and / or crank angle. Can do.
本発明の弁作動システム10の実施例は、1つ以上の機関弁200の可変弁開放及び/又は閉鎖を提供することができる。弁タイミングを変えることによって、ポジティブ・パワー、機関制動、及び/又はEGR/BGR動作中の機関性能が、改善されることができる。   Embodiments of the valve actuation system 10 of the present invention can provide variable valve opening and / or closing of one or more engine valves 200. By changing valve timing, engine performance during positive power, engine braking, and / or EGR / BGR operation can be improved.
図2は、より早い吸気弁閉鎖(EIVC)を有する本発明の実施例における排気弁及び吸気弁イベントのためのクランク角度に対する弁リフトを示す。EIVCは、本発明の弁作動システム10の1つ以上の実施例を使用して達成されることができる。図2に示されるように、排気弁は、主排気弁イベント、制動ガス再循環(BGR)弁イベント、及び圧縮解放制動イベントなどの制動イベント弁リフト(BVL)を受けることができる。機関吸気弁は、主吸気イベントを受けることができる。   FIG. 2 shows valve lift versus crank angle for exhaust valve and intake valve events in an embodiment of the present invention with earlier intake valve closure (EIVC). EIVC can be achieved using one or more embodiments of the valve actuation system 10 of the present invention. As shown in FIG. 2, the exhaust valve can be subjected to a braking event valve lift (BVL), such as a main exhaust valve event, a braking gas recirculation (BGR) valve event, and a compression release braking event. The engine intake valve can receive a main intake event.
従来の主吸気イベント・タイミングは、主吸気弁イベントと、下死点(BDC)近くのBGRイベントとの間の重なり合いを結果として生じることがある。排気マニホールド圧力は、この点で最も高くすることができるので、排気ガスは、排気マニホールドから吸気マニホールドへ、同時に開放排気及び吸気弁を通って流れることができる。この排気の逆流は、機関を通る冷却された質量流量の量を低減することができ、機関制動動作中の低減された性能を導く。図2に示されるように、吸気弁は、重なり合いを低減し、したがって排気の逆流の量を低減するために、従来の主吸気イベント・タイミングより早い点で閉鎖されることができる。この修正されたタイミングは、機関制動動作の改善された性能を結果として生じることができる。図3は、本発明の実施例による、より早い吸気弁閉鎖を有する機関に関するP−V図を示す。   Conventional main inspiratory event timing may result in an overlap between the main inspiratory valve event and the BGR event near bottom dead center (BDC). Since the exhaust manifold pressure can be highest at this point, the exhaust gas can flow from the exhaust manifold to the intake manifold simultaneously through the open exhaust and intake valves. This exhaust backflow can reduce the amount of cooled mass flow through the engine, leading to reduced performance during engine braking operation. As shown in FIG. 2, the intake valve can be closed at a point earlier than the traditional main intake event timing to reduce overlap and thus reduce the amount of exhaust backflow. This modified timing can result in improved performance of engine braking operation. FIG. 3 shows a PV diagram for an engine with earlier intake valve closure according to an embodiment of the present invention.
図4は、より遅い吸気弁開放(LIVO)を有する本発明の実施例における、排気弁及び吸気弁イベントのためのクランク角度に対する弁リフトを示す。LIVOは、本発明の弁作動システム10の1つ以上の実施例を使用して達成されることができる。従来の主吸気イベント・タイミングは、主排気弁イベントと、TDC近くの吸気弁イベントとの間の重なり合いを結果として生じることがあり、それは、排気が、排気マニホールドから吸気マニホールドへ、同時に開放排気及び吸気弁を通って逆流することを可能にする。図4に示されるように、吸気弁は、この重なり合いを低減するために、従来の主吸気イベント・タイミングより遅い点で開放されることができる。この修正されたタイミングは、機関制動及びポジティブ・パワー動作中の改善された性能を結果として生じることができる。   FIG. 4 shows valve lift versus crank angle for exhaust valve and intake valve events in an embodiment of the invention with slower intake valve opening (LIVO). LIVO can be achieved using one or more embodiments of the valve actuation system 10 of the present invention. Conventional main intake event timing may result in an overlap between the main exhaust valve event and the intake valve event near TDC, which means that the exhaust is open and exhausted simultaneously from the exhaust manifold to the intake manifold. Allows back flow through the intake valve. As shown in FIG. 4, the intake valve can be opened at a point later than the conventional main intake event timing to reduce this overlap. This modified timing can result in improved performance during engine braking and positive power operation.
図5は、より早い排気弁開放(EEVO)を有する本発明の実施例における、排気弁及び吸気弁イベントのためのクランク角度に対する弁リフトを示す。EEVOは、本発明の弁作動システム10の1つ以上の実施例を使用して達成されることができる。過給器応答又は排気熱条件を改善するために、従来のタイミングより早く排気弁を開放することが望ましいことがある。   FIG. 5 shows valve lift versus crank angle for exhaust valve and intake valve events in an embodiment of the present invention with faster exhaust valve opening (EEVO). EEVO can be achieved using one or more embodiments of the valve actuation system 10 of the present invention. In order to improve supercharger response or exhaust heat conditions, it may be desirable to open the exhaust valve earlier than conventional timing.
図6は、より早い排気弁閉鎖(EEVC)を有する本発明の実施例における、排気弁及び吸気弁イベントのためのクランク角度に対する弁リフトを示す。EEVCは、本発明の弁作動システム10の1つ以上の実施例を使用して達成されることができる。従来の主吸気イベント・タイミングは、主吸気弁イベントと、TDC近くの吸気弁イベントとの間の重なり合いを結果として生じることがあり、それは、排気が、排気マニホールドから吸気マニホールドへ、同時に開放排気及び吸気弁を通って逆流することを可能にする。図6に示されるように、排気弁は、この重なり合いを低減するために、従来の主排気イベント・タイミングより早い点で閉鎖されることができる。この修正されたタイミングは、機関制動及びポジティブ・パワー動作中の改善された性能を結果として生じることができる。   FIG. 6 shows valve lift versus crank angle for exhaust valve and intake valve events in an embodiment of the present invention with earlier exhaust valve closure (EEVC). EEVC can be achieved using one or more embodiments of the valve actuation system 10 of the present invention. Conventional main intake event timing may result in an overlap between the main intake valve event and the intake valve event near TDC, which means that the exhaust is simultaneously released from the exhaust manifold to the intake manifold. Allows back flow through the intake valve. As shown in FIG. 6, the exhaust valve can be closed at a point earlier than the traditional main exhaust event timing to reduce this overlap. This modified timing can result in improved performance during engine braking and positive power operation.
図7は、行程制限された排気弁リフトを有する本発明の実施例における、排気弁及び吸気弁イベントのためのクランク角度に対する弁リフトを示す。行程制限された排気弁リフトは、本発明の弁作動システム10の1つ以上の実施例を使用して達成されることができる。行程制限された排気弁リフトは、抽気器タイプの制動リフトを提供し且つ第2の行程制動イベントを生成するために使用されることができる。   FIG. 7 shows valve lift versus crank angle for exhaust valve and intake valve events in an embodiment of the present invention having a stroke limited exhaust valve lift. Stroke limited exhaust valve lift can be achieved using one or more embodiments of the valve actuation system 10 of the present invention. The stroke limited exhaust valve lift can be used to provide a bleeder type braking lift and to generate a second stroke braking event.
弁作動システム10の実施例が図8に示される。前述の実施例と同様に、弁作動システム10は、1つ以上の機関弁200、可変弁作動システム300、可変弁作動システムに運動を与える手段100、及びコントローラ400を含むことができる。   An embodiment of the valve actuation system 10 is shown in FIG. Similar to the previous embodiment, the valve actuation system 10 may include one or more engine valves 200, a variable valve actuation system 300, means 100 for providing motion to the variable valve actuation system, and a controller 400.
運動を与える手段100は、ロッカー・アーム120に動作可能に接続されたカム110を含むことができる。ロッカーは、ロッカー・アーム120とカム110との間の接触点として作用し、これら要素間の低摩擦相互作用を容易にする。ロッカー・アーム120は、ロッカー・アーム120が、ロッカー・シャフトの周りで相互に揺動することができるように、ロッカー・シャフト122上に配置されることができる。ロッカー・アーム120の一端部は、ラッシュ調整器124を含むことができる。様々なタイプのラッシュ調整器124は、本発明の目的とする範囲から逸脱することなく使用されることができる。図8に示されるラッシュ調整器124は、所望のように、ラッシュ調整器のエレファント・フットと可変弁アクチュエータ300との間の空間を低減又は増大するように、中央ねじを回転することによって手動で調整されることができる。   The means for imparting motion 100 may include a cam 110 operably connected to the rocker arm 120. The rocker acts as a contact point between the rocker arm 120 and the cam 110 and facilitates low friction interaction between these elements. The rocker arm 120 can be disposed on the rocker shaft 122 such that the rocker arms 120 can swing relative to each other about the rocker shaft. One end of the rocker arm 120 may include a lash adjuster 124. Various types of lash adjusters 124 can be used without departing from the intended scope of the present invention. The lash adjuster 124 shown in FIG. 8 is manually operated by rotating the central screw to reduce or increase the space between the lash adjuster elephant foot and the variable valve actuator 300 as desired. Can be adjusted.
1つ以上の機関弁200は、機関シリンダと機関の吸気又は排気マニホールドとの間の選択的な連絡を提供する吸気、排気、又は補助弁であり得る。図8に示される実施例において、弁ブリッジ210は、可変弁アクチュエータ300と機関弁200との間に設けられる。弁ブリッジ210は、単一の可変弁アクチュエータ300が2つ以上の弁に作用することを可能にすることができる。弁作動システム10は、本発明の代替実施例において弁ブリッジ210を含まないことができることは理解される。   The one or more engine valves 200 may be intake, exhaust, or auxiliary valves that provide selective communication between the engine cylinder and the intake or exhaust manifold of the engine. In the embodiment shown in FIG. 8, the valve bridge 210 is provided between the variable valve actuator 300 and the engine valve 200. The valve bridge 210 can allow a single variable valve actuator 300 to act on more than one valve. It will be appreciated that the valve actuation system 10 may not include the valve bridge 210 in alternative embodiments of the present invention.
可変弁アクチュエータ300は、運動を与える手段100及び機関弁200の中間に配置された固定ハウジング310内に設けられることができる。ハウジング310は、その間を延びる外側ピストン孔312を含むことができる。低圧流体圧流体供給通路314は、ハウジング310を通って延び且つ外側ピストン孔312で終端することができる。逆止弁316は、流体供給通路314から外側ピストン孔312へ一方向の流体流れだけを主に可能にするように、供給通路314内に配置されることができる。   The variable valve actuator 300 can be provided in a stationary housing 310 located intermediate the means for imparting motion 100 and the engine valve 200. The housing 310 can include an outer piston hole 312 extending therebetween. The low pressure hydraulic fluid supply passage 314 may extend through the housing 310 and terminate at the outer piston hole 312. A check valve 316 can be disposed in the supply passage 314 to primarily allow only one-way fluid flow from the fluid supply passage 314 to the outer piston hole 312.
リセット通路318は、ハウジング310内に設けられることもできる。リセット通路318は、供給通路314が外側ピストン孔310と交わる点より機関弁200に近く配置された位置で、外側ピストン孔312で終端することができる。リセット通路318は、ある点で供給通路314又は低圧供給源(図示せず)に接続することができる。切り替え弁410は、リセット通路を通る流体の流れを制御するようにリセット通路318に接続されることができる。切り替え弁410は、図8において開放位置で示される。開放位置で、流体流れは、リセット通路318を通って外側ピストン孔312から流体源に戻ることを妨げられる。切り替え弁410が閉鎖されるとき、流体は、リセット通路318を通り供給通路314へ戻って流れることができる。コントローラ400は、切り替え弁410が必要なように開放及び閉鎖することを命令することができる。   The reset passage 318 can also be provided in the housing 310. The reset passage 318 can terminate at the outer piston hole 312 at a position that is closer to the engine valve 200 than the point where the supply passage 314 intersects the outer piston hole 310. The reset passage 318 can be connected at some point to a supply passage 314 or a low pressure supply (not shown). The switching valve 410 can be connected to the reset passage 318 to control the flow of fluid through the reset passage. The switching valve 410 is shown in the open position in FIG. In the open position, fluid flow is prevented from returning from the outer piston hole 312 to the fluid source through the reset passage 318. When the switching valve 410 is closed, fluid can flow back through the reset passage 318 to the supply passage 314. The controller 400 can command the switching valve 410 to open and close as needed.
外側ピストン320は、外側ピストン孔312内に滑動可能に配置されることができる。外側ピストン320は、運動を与える手段100からの入力運動を受けるように構成された上方表面を含むことができる。環状移動止め322が、外側ピストン320の外壁に設けられることができる。環状移動止め322は、機関弁200が閉鎖された位置にあるとき、それが、流体供給通路314と位置合わせするように、外側ピストン320上に配置されることができる。外側ピストン320は、内部空洞326を含むこともできる。1つ以上の外側ピストン通路324は、環状移動止め322と内側空洞326との間に延びることができる。   The outer piston 320 can be slidably disposed in the outer piston hole 312. The outer piston 320 can include an upper surface configured to receive input motion from the motion imparting means 100. An annular detent 322 can be provided on the outer wall of the outer piston 320. An annular detent 322 can be disposed on the outer piston 320 such that when the engine valve 200 is in the closed position, it aligns with the fluid supply passage 314. The outer piston 320 can also include an internal cavity 326. One or more outer piston passages 324 can extend between the annular detent 322 and the inner cavity 326.
内側ピストン330は、外側ピストン320内の空洞326内に滑動可能に配置されることができる。保持リング332は、外側ピストン320に対する内側ピストン330の下方への延長を制限することができる。内側ピストン330は、流体圧流体が空洞316内へ流れることを許容し、且つ内側ピストンを下方に押して弁ブリッジ210に(又は、代替実施例において弁200内に直接)接触させるように、その上方端部に形成されることができる。   The inner piston 330 can be slidably disposed within a cavity 326 in the outer piston 320. The retaining ring 332 can limit the downward extension of the inner piston 330 relative to the outer piston 320. The inner piston 330 allows hydraulic fluid to flow into the cavity 316 and pushes the inner piston downward to contact the valve bridge 210 (or directly into the valve 200 in an alternative embodiment). It can be formed at the end.
図8に示される本発明の実施例は、図9に示されるように選択的により早い吸気又は排気弁閉鎖を提供するために、以下のように動作されることができる。機関動作中に、流体圧流体は、供給通路314に供給されることができる。流体は、外側ピストン孔312で供給通路314の終点へ、一方向逆止弁316を過ぎて流れる。ロッカー・アーム120が、カム110の基礎円と接触するとき、外側ピストン320は、外側ピストン孔312におけるその最も高い位置に到達する。この点で、外側ピストン内の環状移動止め322は、供給通路314の終点と位置合わせされ、且つ流体は、外側ピストン通路324を通って外側ピストン内の空洞326に入ることができる。低圧流体が空洞326に入るとき、内側ピストン330は、空間sが、外側ピストンと内側ピストンとの間に作られるように、外側ピストン320に対して下方に移動する。内側ピストン330は、それが、保持リング332によって、或いは閉鎖された弁200を付勢するばねからの反対方向の力によって、さらなる下方の移動を妨げられるまで、下方に移動されることができる。   The embodiment of the present invention shown in FIG. 8 can be operated as follows to selectively provide faster intake or exhaust valve closure as shown in FIG. During engine operation, hydraulic fluid can be supplied to the supply passage 314. The fluid flows past the one-way check valve 316 to the end of the supply passage 314 at the outer piston hole 312. When the rocker arm 120 contacts the base circle of the cam 110, the outer piston 320 reaches its highest position in the outer piston hole 312. At this point, the annular detent 322 in the outer piston is aligned with the end of the supply passage 314 and fluid can enter the cavity 326 in the outer piston through the outer piston passage 324. As the low pressure fluid enters the cavity 326, the inner piston 330 moves downward relative to the outer piston 320 such that a space s is created between the outer piston and the inner piston. The inner piston 330 can be moved downward until it is prevented from further downward movement by the retaining ring 332 or by an opposite force from the spring biasing the closed valve 200.
ロッカー・アーム120が、カム110上の1つ以上のローブによって外側ピストン320上で下方に回転されるにつれ、外側ピストンは、外側ピストン孔312内で下方に滑動する。しかしながら、逆止弁316は、流体が低圧供給源に向かって逆流することを許容しないので、空洞326内の流体は、この点で逃れることができない。その結果、内側ピストン330は、外側ピストン320に対して流体圧的に固定され、内側ピストンは、外側ピストンとともに下方に滑動し、且つ弁ブリッジ210及び弁200に作用する。   As the rocker arm 120 is rotated downward on the outer piston 320 by one or more lobes on the cam 110, the outer piston slides downward within the outer piston hole 312. However, the check valve 316 does not allow fluid to flow back toward the low pressure source, so the fluid in the cavity 326 cannot escape at this point. As a result, the inner piston 330 is hydrostatically fixed with respect to the outer piston 320, and the inner piston slides downward with the outer piston and acts on the valve bridge 210 and the valve 200.
外側ピストン320が、リセット通路318と位置合わせするように環状移動止め322のために十分に下方に移動するとき、2つのことの一方が生じることがある。図8に示されるように切り替え弁410が開放位置にあるなら、流体は、空洞326から外に流れ出ることはできず、且つ内側ピストン330は、外側ピストン320と一致して下方へ移動し続ける。切り替え弁410が開放されるとき与えられるこの弁運動は、図9において曲線600によって示される。しかしながら、切り替え弁410が閉鎖されるなら、空洞326内の高圧流体は、リセット通路318を通って低圧供給源へ通気することができ、低圧供給源でそれは吸収される。リセット通路を通る通気が生じるとき、内側ピストン330は、外側ピストン空洞326内へ潰れることがあり、それによって空間sをとる。図9を参照すると、切り替え弁410が閉鎖されるとき与えられる弁運動は、曲線602で示され、点604で通気が始まり、点606で完了する。図9から明らかなように、切り替え弁410を選択的に開放又は閉鎖することによって、機関弁200は、より遅い弁閉鎖(曲線600)又はより早い弁閉鎖(曲線602)を経験することができる。   When the outer piston 320 moves sufficiently downward due to the annular detent 322 to align with the reset passage 318, one of two things may occur. If the switching valve 410 is in the open position as shown in FIG. 8, no fluid can flow out of the cavity 326 and the inner piston 330 continues to move downward in line with the outer piston 320. This valve movement, which is given when the switching valve 410 is opened, is indicated by the curve 600 in FIG. However, if the switching valve 410 is closed, the high pressure fluid in the cavity 326 can be vented through the reset passage 318 to the low pressure source, where it is absorbed. When venting through the reset passage occurs, the inner piston 330 may collapse into the outer piston cavity 326, thereby taking up space s. Referring to FIG. 9, the valve movement imparted when the switching valve 410 is closed is indicated by curve 602, venting begins at point 604 and completes at point 606. As is apparent from FIG. 9, by selectively opening or closing the switching valve 410, the engine valve 200 can experience a slower valve closure (curve 600) or an earlier valve closure (curve 602). .
同様の参照特徴が同様の要素を参照する図10を参照すると、可変弁アクチュエータ300は、選択的により遅い又はより早い弁開放を提供するために、図8に示されるシステムとはわずかに異なる。切り替え弁410は、リセット通路318に接続される代わりに供給通路314に接続される。結果として、可変弁アクチュエータ300は以下のように動作する。   Referring to FIG. 10 where similar reference features refer to similar elements, the variable valve actuator 300 is slightly different from the system shown in FIG. 8 to selectively provide slower or faster valve opening. The switching valve 410 is connected to the supply passage 314 instead of being connected to the reset passage 318. As a result, the variable valve actuator 300 operates as follows.
機関動作中、流体圧流体は、供給通路314へ供給されることができ、且つ逆止弁316を通って内側ピストン330と外側ピストン320との間の空洞326へ流れることができる。切り替え弁410が閉鎖されるとき、流体は、空洞326から供給通路314へ戻って流れることができる。結果として、内側ピストン330は、外側ピストンが運動を与える手段100によって下方に力を受けるとき、外側ピストン320内の空洞326で完全に潰されたままであり得る。このように、可変弁アクチュエータ300は、図11における曲線612によって示されるように弁運動に遅い開放を提供する。   During engine operation, hydraulic fluid can be supplied to the supply passage 314 and can flow through the check valve 316 to the cavity 326 between the inner piston 330 and the outer piston 320. When the switching valve 410 is closed, fluid can flow from the cavity 326 back to the supply passage 314. As a result, the inner piston 330 may remain completely collapsed in the cavity 326 in the outer piston 320 when the outer piston is subjected to a downward force by the means 100 for imparting motion. Thus, the variable valve actuator 300 provides a slow opening to the valve motion as shown by curve 612 in FIG.
しかしながら、切り替え弁410が開放されるとき、図10に示されるように、供給通路314へ戻る流体流れは、逆止弁316によって実質的に妨げられることができる。ロッカー・アーム120が、カム110の基礎円に接触するとき、外側ピストン320は、外側ピストン孔312におけるその最も高い位置に到達する。この点で、外側ピストン内の環状移動止め322は、供給通路314の終点と位置合わせされ、且つ流体は、逆止弁316及び外側ピストン通路324を通って外側ピストン内の空洞326に入ることができる。低圧流体が空洞326に入るとき、内側ピストン330は、空間sが、外側ピストンと内側ピストンとの間に作られるように、外側ピストン320に対して下方に移動する。内側ピストン330は、それが、保持リング332によって、或いは閉鎖された弁200を付勢するばねからの反対方向の力によって、さらなる下方の移動を妨げられるまで、下方に移動されることができる。   However, when the switching valve 410 is opened, fluid flow back to the supply passage 314 can be substantially blocked by the check valve 316 as shown in FIG. When the rocker arm 120 contacts the base circle of the cam 110, the outer piston 320 reaches its highest position in the outer piston hole 312. At this point, the annular detent 322 in the outer piston is aligned with the end of the supply passage 314 and fluid can enter the cavity 326 in the outer piston through the check valve 316 and the outer piston passage 324. it can. As the low pressure fluid enters the cavity 326, the inner piston 330 moves downward relative to the outer piston 320 such that a space s is created between the outer piston and the inner piston. The inner piston 330 can be moved downward until it is prevented from further downward movement by the retaining ring 332 or by an opposite force from the spring biasing the closed valve 200.
ロッカー・アーム120が、カム110上の1つ以上のローブによって外側ピストン320上で下方に回転されるにつれ、外側ピストンは、外側ピストン孔312内で下方に滑動する。逆止弁は、流体が低圧供給源に向かって逆流することを許容しないので、空洞326内の流体は、この点で逃れることができない。その結果、内側ピストン330は、外側ピストン320に対して流体圧的に固定され、内側ピストンは、外側ピストンとともに下方に滑動し、且つ弁ブリッジ210及び弁200に作用する。   As the rocker arm 120 is rotated downward on the outer piston 320 by one or more lobes on the cam 110, the outer piston slides downward within the outer piston hole 312. Since the check valve does not allow fluid to flow back toward the low pressure source, the fluid in the cavity 326 cannot escape at this point. As a result, the inner piston 330 is hydrostatically fixed with respect to the outer piston 320, and the inner piston slides downward with the outer piston and acts on the valve bridge 210 and the valve 200.
外側ピストン320が、リセット通路318と位置合わせするように環状移動止め322のために十分に下方に移動するとき、空洞326内の高圧流体は、リセット通路318を通って低圧供給源へ通気することができ、低圧供給源でそれは吸収される。リセット通路を通る通気が生じるとき、内側ピストン330は、外側ピストン空洞326内へ潰れることがあり、それによって空間sをとる。図11を参照すると、切り替え弁410が閉鎖されるとき与えられる弁運動は、曲線610で示され、点614で通気が始まり、点616で完了する。図11から明らかなように、切り替え弁410を選択的に開放又は閉鎖することによって、機関弁200は、より早い弁開放(曲線610)又はより遅い弁開放(曲線612)を経験することができる。   When the outer piston 320 moves sufficiently downward due to the annular detent 322 to align with the reset passage 318, the high pressure fluid in the cavity 326 vents through the reset passage 318 to the low pressure source. Can be absorbed by a low pressure source. When venting through the reset passage occurs, the inner piston 330 may collapse into the outer piston cavity 326, thereby taking up space s. Referring to FIG. 11, the valve motion imparted when the switching valve 410 is closed is shown by curve 610, venting begins at point 614 and completes at point 616. As is apparent from FIG. 11, by selectively opening or closing the switching valve 410, the engine valve 200 can experience an earlier valve opening (curve 610) or a later valve opening (curve 612). .
一実施例において、リセット通路318は、切り替え弁410の前の位置で供給通路314と連通することができ、外側ピストン孔312への一定の低圧供給を提供する。このように、潤滑は、内側ピストンと外側ピストンとの間に提供されることができる。   In one embodiment, the reset passage 318 can be in communication with the supply passage 314 at a location in front of the switching valve 410 to provide a constant low pressure supply to the outer piston hole 312. In this way, lubrication can be provided between the inner and outer pistons.
同様の参照特徴が同様の要素を参照する図12を参照すると、可変弁アクチュエータ300は、3つのレベルの選択的により遅い又はより早い弁閉鎖を提供するために、図8に示されるシステムとはわずかに異なる。図12に示される本発明の実施例は、リセット通路318に接続される可変弁アクチュエータ300の部分、及び内側ピストン330と外側ピストン330との間にばね328を含むことに関して、図8に示される実施例とは異なる。   Referring to FIG. 12 where similar reference features refer to similar elements, the variable valve actuator 300 is different from the system shown in FIG. 8 to provide three levels of selectively slower or earlier valve closure. Slightly different. The embodiment of the present invention shown in FIG. 12 is shown in FIG. 8 with respect to including a portion of the variable valve actuator 300 connected to the reset passage 318 and a spring 328 between the inner piston 330 and the outer piston 330. Different from the embodiment.
図12を続いて参照すると、リセット通路318は、二重のリセット出口340及び342と連通する。二重のリセット出口340及び342は、三方向切り替え弁430と連通することができる。三方向切り替え弁430は、二重のリセット出口340と342との間に、アキュムレータ通路344及び流出通路346として示される対応する対の通路に選択的な連通を提供することができる。アキュムレータ通路344は、三方向切り替え弁430をアキュムレータ348に接続することができ、且つ流出通路346は、三方向切り替え弁430を低圧流体圧の流体供給源に接続することができる。   With continued reference to FIG. 12, the reset passage 318 communicates with the double reset outlets 340 and 342. Double reset outlets 340 and 342 can communicate with the three-way switching valve 430. The three-way switching valve 430 can provide selective communication between the dual reset outlets 340 and 342 in a corresponding pair of passages shown as an accumulator passage 344 and an outflow passage 346. The accumulator passage 344 can connect the three-way switching valve 430 to the accumulator 348 and the outflow passage 346 can connect the three-way switching valve 430 to a fluid supply source of low pressure fluid pressure.
第1の制御弁420及び第2の制御弁422は、三方向切り替え弁430を、その3つの可能な位置の1つに選択的に付勢するために使用されることができる。三方向切り替え弁430は、第1の制御弁420及び第2の制御弁422が両方とも閉鎖されるとき、第1の位置に到達する。三方向切り替え弁430に関するこの第1の位置は、図12に示される。三方向切り替え弁430は、第1の制御弁420が開放され、且つ第2の制御弁422が閉鎖されるとき、第2の位置に到達する。第1の制御弁420が開放され、且つ第2の制御弁422が閉鎖されるとき、三方向切り替え弁430は、図12に示される位置に対して左側の方向に示される。三方向切り替え弁430は、第1の制御弁420が閉鎖され、且つ第2の制御弁422が開放されるとき、第3の位置に到達することができる。これが生じるとき、三方向切り替え弁430は、図11に示される位置に対して右側で下側の方向に示されることができる。三方向切り替え弁430に低圧流体圧流体を与えるために、第1及び第2の制御弁の開放及び閉鎖は、コントローラ400によって提供される制御信号にしたがって実行されることができる。三方向切り替え弁430は、流体圧流体が、制御弁420及び422を介して与えられないとき、デフォルト位置(例えば、上述の第1の位置)に到達するために1つ以上のばねによって付勢されることができる。   The first control valve 420 and the second control valve 422 can be used to selectively bias the three-way switch valve 430 to one of its three possible positions. The three-way switching valve 430 reaches the first position when both the first control valve 420 and the second control valve 422 are closed. This first position for the three-way switch valve 430 is shown in FIG. The three-way switching valve 430 reaches the second position when the first control valve 420 is opened and the second control valve 422 is closed. When the first control valve 420 is opened and the second control valve 422 is closed, the three-way switching valve 430 is shown in the left direction with respect to the position shown in FIG. The three-way switching valve 430 can reach the third position when the first control valve 420 is closed and the second control valve 422 is opened. When this occurs, the three-way selector valve 430 can be shown in a downward direction on the right side with respect to the position shown in FIG. The opening and closing of the first and second control valves can be performed in accordance with control signals provided by the controller 400 to provide low pressure hydraulic fluid to the three-way switching valve 430. The three-way switching valve 430 is biased by one or more springs to reach a default position (eg, the first position described above) when no hydraulic fluid is applied through the control valves 420 and 422. Can be done.
図12に示される本発明の実施例は、図13に示されるように、より早い又はより遅い弁閉鎖の選択的なレベルを提供するために以下のように動作されることができる。機関動作中に、流体圧流体は、供給通路314に供給されることができる。流体は、外側ピストン孔312で供給通路314の終点へ、一方向逆止弁316を過ぎて流れる。ロッカー・アーム120が、カム110の基礎円と接触するとき、外側ピストン320は、外側ピストン孔312におけるその最も高い位置に到達する。この点で、外側ピストン内の環状移動止め322は、供給通路314の終点と位置合わせされ、且つ流体は、外側ピストン通路324を通って外側ピストン内の空洞326に入ることができる。低圧流体が空洞326に入るとき、内側ピストン330は、空間sが、外側ピストンと内側ピストンとの間に作られるように、外側ピストン320に対して下方に移動する。内側ピストン330は、それが、保持リング332によって、或いは閉鎖された弁200を付勢するばねからの反対方向の力によって、さらなる下方の移動を妨げられるまで、下方に移動されることができる。   The embodiment of the invention shown in FIG. 12 can be operated as follows to provide a selective level of earlier or later valve closure, as shown in FIG. During engine operation, hydraulic fluid can be supplied to the supply passage 314. The fluid flows past the one-way check valve 316 to the end of the supply passage 314 at the outer piston hole 312. When the rocker arm 120 contacts the base circle of the cam 110, the outer piston 320 reaches its highest position in the outer piston hole 312. At this point, the annular detent 322 in the outer piston is aligned with the end of the supply passage 314 and fluid can enter the cavity 326 in the outer piston through the outer piston passage 324. As the low pressure fluid enters the cavity 326, the inner piston 330 moves downward relative to the outer piston 320 such that a space s is created between the outer piston and the inner piston. The inner piston 330 can be moved downward until it is prevented from further downward movement by the retaining ring 332 or by an opposite force from the spring biasing the closed valve 200.
ロッカー・アーム120が、カム110上の1つ以上のローブによって外側ピストン320上で下方に回転されるにつれ、外側ピストンは、外側ピストン孔312内で下方に滑動する。しかしながら、逆止弁316は、流体が低圧供給源に向かって逆流することを許容しないので、空洞326内の流体は、この点で逃れることができない。その結果、内側ピストン330は、外側ピストン320に対して流体圧的に固定され、内側ピストンは、外側ピストンとともに下方に滑動し、且つ弁ブリッジ210及び弁200に作用する。   As the rocker arm 120 is rotated downward on the outer piston 320 by one or more lobes on the cam 110, the outer piston slides downward within the outer piston hole 312. However, the check valve 316 does not allow fluid to flow back toward the low pressure source, so the fluid in the cavity 326 cannot escape at this point. As a result, the inner piston 330 is hydrostatically fixed with respect to the outer piston 320, and the inner piston slides downward with the outer piston and acts on the valve bridge 210 and the valve 200.
外側ピストン320が、リセット通路318と位置合わせするように環状移動止め322のために十分に下方に移動するとき、3つの弁運動の1つが、三方向切り替え弁430の位置に応じて提供されることができる。三方向切り替え弁430が、図12に示されるように第1の位置にあるとき、流体は、三方向切り替え弁を通って流れることを妨げられる。結果として、流体は、空洞326から外に流れ出ることはできず、且つ内側ピストン330は、外側ピストン320と一致して下方へ移動し続ける。三方向切り替え弁430が、第1の位置にあるときに提供される弁運動は、図13に示される曲線620によって示される。   When the outer piston 320 moves down sufficiently for the annular detent 322 to align with the reset passage 318, one of three valve movements is provided depending on the position of the three-way switching valve 430. be able to. When the three-way switch valve 430 is in the first position as shown in FIG. 12, fluid is prevented from flowing through the three-way switch valve. As a result, fluid cannot flow out of the cavity 326 and the inner piston 330 continues to move downward in line with the outer piston 320. The valve motion provided when the three-way switching valve 430 is in the first position is indicated by the curve 620 shown in FIG.
三方向切り替え弁430が、第2の位置にあるとき、流体は、第1の外側通路340からアキュムレータ通路344を通ってアキュムレータ348へ流れることができる。しかしながら、流体は、第2の外側通路342から流出通路346を通って流体供給源へ流れることを妨げられる。三方向切り替え弁430が、第2の位置にあり、且つ外側ピストン320が、リセット通路318と位置合わせするように環状移動止め322のために十分に下方に移動するとき、空洞326内の高圧流体は、リセット通路318及び三方向切り替え弁430を通ってアキュムレータ348へ通気することができる。好ましくは、アキュムレータ348は、制限された行程を有することができる。制限された行程のアキュムレータは、リセット通路318から事前設定された量の流体圧流体を吸収することができる。事前設定された量の流体圧流体が、アキュムレータ348によって吸収された後、空洞326からの流体のさらなる吸収は、妨げられることができる。アキュムレータ348が、外側ピストン空洞326内の流体の全て未満を吸収するように設計されるとき、内側ピストン330は、外側ピストン内へ部分的にのみ潰れることができ、それによって空間sの全て未満をとる。図13を参照すると、三方向切り替え弁430が、第2の位置にあるときに提供される弁運動は、曲線622によって示され、アキュムレータ348への通気は、点626で開始し、且つ点628で完了する。   When the three-way selector valve 430 is in the second position, fluid can flow from the first outer passage 340 through the accumulator passage 344 to the accumulator 348. However, fluid is prevented from flowing from the second outer passage 342 through the outflow passage 346 to the fluid supply. When the three-way switch valve 430 is in the second position and the outer piston 320 moves sufficiently downward for the annular detent 322 to align with the reset passage 318, the high pressure fluid in the cavity 326 Can vent to the accumulator 348 through the reset passage 318 and the three-way selector valve 430. Preferably, the accumulator 348 can have a limited stroke. The limited stroke accumulator can absorb a pre-set amount of hydraulic fluid from the reset passage 318. After a preset amount of hydraulic fluid is absorbed by the accumulator 348, further absorption of fluid from the cavity 326 can be prevented. When the accumulator 348 is designed to absorb less than all of the fluid in the outer piston cavity 326, the inner piston 330 can only be partially collapsed into the outer piston, thereby reducing less than all of the space s. Take. Referring to FIG. 13, the valve motion provided when the three-way switching valve 430 is in the second position is indicated by curve 622, venting to accumulator 348 begins at point 626 and point 628. Complete with.
三方向切り替え弁430が、第3の位置にあるとき、流体は、第2の外側通路342から流出通路344を通って流体供給源へ流れることができる。しかしながら、流体は、第1の外側通路340からアキュムレータ通路344へ流れることを妨げられる。三方向切り替え弁430が、第3の位置にあり、且つ外側ピストン320が、リセット通路318と位置合わせするように環状移動止め322のために十分に下方に移動するとき、空洞326内の高圧流体は、リセット通路318及び三方向切り替え弁430を通って低圧供給源へ通気することができ、低圧供給源でそれは吸収される。リセット通路を通る通気が生じるとき、内側ピストン330は、外側ピストン空洞326内で潰れることができ、それによって空間sをとる。図13を参照すると、三方向切り替え弁430が、第3の位置にあるときに提供される弁運動は、曲線624によって示され、通気は、点626で開始し、且つ点630で完了する。図13で明らかなように、三方向切り替え弁430を選択的に位置決めすることによって、機関弁200は、より早い又はより遅い弁閉鎖の3つのレベルの1つを経験することができる(より早い閉鎖−曲線624、中間閉鎖−曲線622、及びより遅い閉鎖−曲線620)。   When the three-way selector valve 430 is in the third position, fluid can flow from the second outer passage 342 through the outflow passage 344 to the fluid supply. However, fluid is prevented from flowing from the first outer passage 340 to the accumulator passage 344. When the three-way switch valve 430 is in the third position and the outer piston 320 moves sufficiently downward for the annular detent 322 to align with the reset passage 318, the high pressure fluid in the cavity 326 Can be vented through the reset passage 318 and the three-way switching valve 430 to the low pressure source where it is absorbed. When venting through the reset passage occurs, the inner piston 330 can collapse within the outer piston cavity 326, thereby taking up space s. Referring to FIG. 13, the valve motion provided when the three-way switch valve 430 is in the third position is indicated by curve 624, venting begins at point 626 and completes at point 630. As can be seen in FIG. 13, by selectively positioning the three-way switching valve 430, the engine valve 200 can experience one of three levels of earlier or later valve closure (earlier). Closure-curve 624, intermediate closure-curve 622, and slower closure-curve 620).
本発明の他の実施例が図14に示される。図14を参照すると、ロッカー・アーム・アセンブリ700の断面が示される。ロッカー・アーム・アセンブリ700は、カム又はプッシュ・チューブ(図示せず)などの運動を与える手段100と接触するための部材(図示せず)を受けるように構成された第1の端部701を含む。運動を与える手段100は、1つ以上の固定機関制動(圧縮解放又は抽気)、主排気又は吸気、制動ガス再循環(BGR)、及び/又は排気ガス再循環(EGR)ローブを有するカムを含むことができる。   Another embodiment of the present invention is shown in FIG. Referring to FIG. 14, a cross section of rocker arm assembly 700 is shown. The rocker arm assembly 700 has a first end 701 configured to receive a member (not shown) for contacting the means 100 for providing motion, such as a cam or push tube (not shown). Including. The means 100 for providing motion includes a cam having one or more fixed engine braking (compression release or bleed), main exhaust or intake, braking gas recirculation (BGR), and / or exhaust gas recirculation (EGR) lobes. be able to.
ロッカー・シャフト(図示せず)を受けるように構成された中央開口702は、ロッカー・アーム700内に提供される。第1の流体供給通路704及び第2の流体供給通路706は、中央開口702からロッカー・アームの第2の端部703へ延びる。中央開口702内に挿入されるロッカー・シャフトは、それ自体、第1の流体供給通路704とかみ合う流体圧流体通路を含むことができる。結果として、流体圧流体は、ロッカー・シャフト内の通路と流体供給通路704との間を流れることができる。   A central opening 702 configured to receive a rocker shaft (not shown) is provided in the rocker arm 700. A first fluid supply passage 704 and a second fluid supply passage 706 extend from the central opening 702 to the second end 703 of the rocker arm. The rocker shaft that is inserted into the central opening 702 can itself include a hydraulic fluid passage that mates with the first fluid supply passage 704. As a result, hydraulic fluid can flow between the passage in the rocker shaft and the fluid supply passage 704.
リセット通路は、第1の流体供給通路704及び第2の流体供給通路706の交差点でロッカー・アーム700を通って垂直方向に延びることができる。リング状ランド又はショルダが、リセット通路の上方部分と下方部分との分離の境界を定めることができる。チェック・ボール712が、リセット通路の上方部分内に配置されることができる。チェック・ボール712は、チェックばね714によって下方に付勢されることができる。逆止弁上方アセンブリ710は、リセット通路内でチェックばね714を中心合わせし、且つチェック・ボール712が着座することができるシートを提供することができる。逆止弁上方アセンブリ710は、リセット通路に提供される流体が、その上方端部から逃れることを実質的に妨げられるように、リセット通路の上方端部に圧力ばめ、ねじ止め、又は他の方法で固定されることができる。ねじ付きネット718が、逆止弁上方アセンブリ710の調整のために設けられることができる。   The reset passage can extend vertically through the rocker arm 700 at the intersection of the first fluid supply passage 704 and the second fluid supply passage 706. A ring-shaped land or shoulder can delimit the separation of the upper and lower portions of the reset passage. A check ball 712 can be placed in the upper portion of the reset passage. The check ball 712 can be biased downward by a check spring 714. The check valve upper assembly 710 can center the check spring 714 in the reset passage and provide a seat on which the check ball 712 can be seated. The check valve upper assembly 710 may be pressure fitted, screwed, or otherwise applied to the upper end of the reset passage so that fluid provided to the reset passage is substantially prevented from escaping from its upper end. Can be fixed in a way. A threaded net 718 may be provided for adjustment of the check valve upper assembly 710.
リセット・ピストン716は、リセット通路の下方部分内に滑動可能に配置される。リセット・ピストン716は、外部止め734に接触するように構成された下方端部、及びチェック・ボール712に接触するように構成された上方端部719を含む。リセット・ピストン716の下方端部は、保持リング717による過剰な下方への移動を妨げられることができる。リセット・ピストン716の下方端部は、リセット通路の下方部分の壁に対するシールを提供するように構成されることができる。このシールは、リセット通路の下方端部から外への流体の実質的な漏洩を妨げることができる。   The reset piston 716 is slidably disposed within the lower portion of the reset passage. Reset piston 716 includes a lower end configured to contact external stop 734 and an upper end 719 configured to contact check ball 712. The lower end of the reset piston 716 can be prevented from excessive downward movement by the retaining ring 717. The lower end of the reset piston 716 can be configured to provide a seal against the wall of the lower portion of the reset passage. This seal can prevent substantial leakage of fluid out of the lower end of the reset passage.
図14を続けて参照すると、第2の流体供給通路706が、リセット通路の上方部分をロッカー・アームの第2の端部703に配置されたチャンバ708に接続することができる。第2の流体供給通路706の端部をシールするために、キャップが使用されることができる。ピストン720は、チャンバ708内に滑動可能に配置されることができる。ピストン720は、リング形状止め724によってチャンバ708内に保持されることができる。ピストン720は、チャンバからの流体の漏洩を妨げる又は少なくとも制限するように、チャンバ708の壁に流体シールを提供するように構成されることができる。ピストン720は、戻りばね722を受けるように構成された内部空洞を提供されることができる。戻りばね722は、止め724に向かってピストン720を付勢することができる。ピストン720の下方表面は、機関弁200又は複数の機関弁を作動させるためのブリッジ(図示せず)に接触するように構成される。   With continued reference to FIG. 14, a second fluid supply passage 706 may connect the upper portion of the reset passage to a chamber 708 located at the second end 703 of the rocker arm. A cap can be used to seal the end of the second fluid supply passage 706. The piston 720 can be slidably disposed within the chamber 708. The piston 720 can be held in the chamber 708 by a ring shaped stop 724. The piston 720 can be configured to provide a fluid seal to the wall of the chamber 708 to prevent or at least limit fluid leakage from the chamber. The piston 720 can be provided with an internal cavity configured to receive the return spring 722. The return spring 722 can bias the piston 720 toward the stop 724. The lower surface of the piston 720 is configured to contact a bridge (not shown) for operating the engine valve 200 or the plurality of engine valves.
外部止め734は、ロッカー・アーム700の下方に設けられることができる。外部止め734は、空洞732内に滑動可能に配置されることができる。外部止め734の上方への移動は、保持リングによって制限されることができる。外部止め734は、(例えば、空洞732に流体圧流体を選択的に提供することによって)高さが調整可能であり得る。制御弁736が、空洞732内へ流れる流体、及び空洞732外へ流れる流体を制御するために使用されることができる。制御弁736は、低圧流体圧流体の供給源(図示せず)に接続されることができる。前述され且つ図14に示されていないコントローラが、制御弁736の開放及び閉鎖のタイミングを制御するために使用されることができる。   An external stop 734 can be provided below the rocker arm 700. External stop 734 can be slidably disposed within cavity 732. The upward movement of the external stop 734 can be limited by the retaining ring. External stop 734 may be adjustable in height (eg, by selectively providing hydraulic fluid to cavity 732). A control valve 736 can be used to control fluid flowing into and out of cavity 732. The control valve 736 can be connected to a source of low pressure fluid pressure fluid (not shown). A controller as described above and not shown in FIG. 14 can be used to control the opening and closing timing of the control valve 736.
より早い弁閉鎖を選択的に提供するためのロッカー・アーム・アセンブリ700の動作を以下に記載する。以下の記載は、排気弁を動作するためにロッカー・アーム700の使用を参照するが、このタイプのロッカー・アームは、両方の吸気、排気、及び補助弁動作のために使用されることができることは理解される。   The operation of the rocker arm assembly 700 to selectively provide earlier valve closure is described below. The following description refers to the use of rocker arm 700 to operate the exhaust valve, but this type of rocker arm can be used for both intake, exhaust, and auxiliary valve operations. Is understood.
機関動作中、低圧流体圧流体は、第1の流体供給通路704を通ってロッカー・アーム700に入る。第1の流体供給通路704内の流体は、チェック・ボール712を座から離し、且つ第2の流体供給通路706及びチャンバ708内に流れる。ロッカー・アセンブリ700を作動させるカムが、基礎円にあるとき、ピストン720は、それが機関弁200と接触するまで、下方に押されることができる。ロッカー・アセンブリが、カム上の1つ以上のローブの影響下で、機関弁200に対して下方に回転するにつれ、チャンバ708及び第2の流体供給通路内の流体圧力は、増大し、且つチェック・ボール712をその座に対して閉鎖するように力を与える。その結果、ピストン720は、ロッカー・アセンブリ700に対する下方位置に流体圧的に固定される。   During engine operation, low pressure fluid pressure fluid enters the rocker arm 700 through the first fluid supply passage 704. The fluid in the first fluid supply passage 704 moves the check ball 712 away from the seat and into the second fluid supply passage 706 and the chamber 708. When the cam that operates the rocker assembly 700 is in the base circle, the piston 720 can be pushed down until it contacts the engine valve 200. As the rocker assembly rotates downward relative to the engine valve 200 under the influence of one or more lobes on the cam, the fluid pressure in the chamber 708 and the second fluid supply passage increases and is checked. -Force the ball 712 to close against its seat. As a result, piston 720 is hydraulically secured in a lower position relative to rocker assembly 700.
チャンバ708からの流体圧流体の解放は、外部止め734の位置に応じる。外部止め734が、空洞732内に引き込まれるとき、生じる可能があるリセット・ピストン716と外部止めとの間の全ての接触によって、リセット・ピストン716がチェック・ボール712を開放するのに十分に上方へ移動することは無い。結果として、ピストン720は、ロッカー・アセンブリ700の回転の間中、位置を流体圧的に固定されたままである。結果として作られる弁運動は、図15において曲線640で示される。   Release of hydraulic fluid from the chamber 708 depends on the position of the external stop 734. Any contact between the reset piston 716 and the external stop that may occur when the external stop 734 is retracted into the cavity 732 is sufficiently upward for the reset piston 716 to open the check ball 712. There is no moving to. As a result, piston 720 remains hydrostatically fixed in position throughout rocker assembly 700 rotation. The resulting valve motion is shown by curve 640 in FIG.
外部止め734が、空洞732への流体圧流体の供給の結果として上方へ延ばされるとき、ロッカー・アセンブリの下方回転は、リセット・ピストン716を外部止め734に接触させる。ロッカー・アセンブリ700が、駆動するカム上の主イベント・ローブの影響下でその最大下方変位に向かって移動するにつれ、リセット・ピストン716は、外部止め734と接触し且つリセット通路内で上方へ押される。リセット・ピストン716が、リセット通路内で上方へ移動するとき、リセット・ピストンの上方端部719は、チェック・ボール712を上方へ座から離すことができる。チェック・ボール712を座から離すことは、チャンバ708内の流体が、閉鎖された機関弁を付勢するばねの影響下で、ロッカー・シャフト内の低圧供給源に戻って通気することを許容する。排気弁ばねは、チャンバ708内の流体圧流体の圧力より大きな圧力を及ぼす。結果として、ロッカー・アセンブリ700の下方移動は、ピストン720が、それがチャンバの上方端部に接触するまで、チャンバ708内で上方へ力を受けさせる。この点の後で、ロッカー・アセンブリ700のさらなる下方移動は、機関弁が主イベントのために開放されることを結果として生じる。作られる弁運動は、図15において曲線642によって示され、チェック・ボール712は、点644で座から離れ、且つチャンバ708に対するピストン720の上方移動が、点646で終わる。図15から明らかなように、制御弁736を選択的に開放又は閉鎖することによって、機関弁200は、より早い弁閉鎖(曲線642)又はより遅い弁閉鎖(曲線640)を経験することができる。   When the external stop 734 is extended upward as a result of the supply of hydraulic fluid to the cavity 732, the downward rotation of the rocker assembly causes the reset piston 716 to contact the external stop 734. As the rocker assembly 700 moves toward its maximum downward displacement under the influence of the main event lobe on the driving cam, the reset piston 716 contacts the external stop 734 and is pushed upward in the reset passage. It is. As the reset piston 716 moves upward in the reset passage, the upper end 719 of the reset piston can move the check ball 712 upward away from the seat. Separating the check ball 712 allows the fluid in the chamber 708 to vent back to the low pressure source in the rocker shaft under the influence of a spring that biases the closed engine valve. . The exhaust valve spring exerts a pressure that is greater than the pressure of the hydraulic fluid in the chamber 708. As a result, the downward movement of rocker assembly 700 causes force upward in chamber 708 until piston 720 contacts the upper end of the chamber. After this point, further downward movement of the rocker assembly 700 results in the engine valve being opened for the main event. The valve motion created is indicated by curve 642 in FIG. 15, check ball 712 leaves the seat at point 644, and upward movement of piston 720 relative to chamber 708 ends at point 646. As is apparent from FIG. 15, by selectively opening or closing control valve 736, engine valve 200 can experience earlier valve closure (curve 642) or slower valve closure (curve 640). .
本発明の他の実施例が、同様の参照特徴が同様の要素を参照する図16に示される。弁作動システム10は、ロッカー・アーム120、ロッカー・アームに運動を与える手段100、1つ以上の機関弁200、及び可変弁アクチュエータ800を含むことができる。   Another embodiment of the invention is shown in FIG. 16 where like reference features refer to like elements. The valve actuation system 10 can include a rocker arm 120, means 100 for imparting motion to the rocker arm, one or more engine valves 200, and a variable valve actuator 800.
運動を与える手段100は、直接、又はプッシュ・チューブ(図示せず)などの1つ以上の中間弁列要素を介して、ロッカー・アーム120の第1の端部に動作可能に接続されたカム110を含むことができる。カム110は、1つ以上の弁作動ローブ114、基礎円部分112、及びリセット輪郭116を含む輪郭を有することができる。リセット輪郭116の形状は、それが、基礎円下のカム輪郭に基礎を置く事実を示すために図16で誇張される。ロッカー・アーム120の第1の端部に接続されるローラは、ロッカー・アームと運動を与える手段100との間の接触点として作用することができる。   The means for imparting motion 100 is a cam operatively connected to the first end of the rocker arm 120, either directly or via one or more intermediate valve train elements such as a push tube (not shown). 110 can be included. The cam 110 can have a contour that includes one or more valve actuation lobes 114, a base circle portion 112, and a reset contour 116. The shape of the reset contour 116 is exaggerated in FIG. 16 to show the fact that it is based on the cam contour below the base circle. A roller connected to the first end of the rocker arm 120 can act as a contact point between the rocker arm and the means for imparting motion 100.
ロッカー・アーム120は、ロッカー・アームが、運動を与える手段100の影響下でロッカー・シャフトの周りで相互に揺動することができるように、ロッカー・シャフト122上に搭載されることができる。ロッカー・アーム120の第2の端部は、機関弁200と直接に、又は示されるように中間弁ブリッジ210を介して2つ以上の機関弁と接触するように構成されることができる。ロッカー・アーム120は、延長部123を含むことができる。ロッカー戻りばね121は、ロッカー・アーム120を可変弁アクチュエータ800に向かって上方に付勢することができる。
1つ以上の機関弁200は、機関シリンダと機関の吸気又は排気マニホールドとの間に選択的な連通を提供する吸気、排気、又は補助弁であり得る。
The rocker arm 120 can be mounted on the rocker shaft 122 so that the rocker arm can swing relative to the rocker shaft under the influence of the means 100 for imparting motion. The second end of the rocker arm 120 can be configured to contact two or more engine valves either directly with the engine valve 200 or through the intermediate valve bridge 210 as shown. The rocker arm 120 can include an extension 123. The rocker return spring 121 can bias the rocker arm 120 upward toward the variable valve actuator 800.
One or more engine valves 200 may be intake, exhaust, or auxiliary valves that provide selective communication between the engine cylinders and the intake or exhaust manifold of the engine.
可変弁アクチュエータ800は、機関弁200の上方に配置される固定ハウジング810内に設けられることができる。ハウジング810は、流体圧流体供給源(図示せず)に接続される低圧流体圧流体の供給ポート820を有することができる。供給弁830、リセット弁840、及び流体圧アクチュエータ・ピストン850が、ハウジング810によって含まれることができる。流体通路814は、ハウジング810を通って供給弁830からリセット弁840へ、且つリセット弁からピストン850が滑動可能に配置されるチャンバ816へ延びることができる。   The variable valve actuator 800 can be provided in a fixed housing 810 disposed above the engine valve 200. The housing 810 can have a low pressure fluid pressure fluid supply port 820 connected to a fluid pressure fluid source (not shown). A supply valve 830, a reset valve 840, and a hydraulic actuator piston 850 can be included by the housing 810. The fluid passage 814 can extend through the housing 810 from the supply valve 830 to the reset valve 840 and from the reset valve to the chamber 816 in which the piston 850 is slidably disposed.
供給弁830は、コントローラ(図示せず)によって選択的に制御されることができる。第1の位置で、供給弁830は、供給ポート820から流体通路814への流体圧流体の流れを妨げるが、通路814から出口ポート812への流体圧流体の流れを可能にする。第2の位置で、供給弁830は、供給ポート820から通路814への流体圧流体の流れを可能にするが、通路から出口ポート812への流体圧流体の流れを妨げる。   Supply valve 830 can be selectively controlled by a controller (not shown). In the first position, supply valve 830 prevents hydraulic fluid flow from supply port 820 to fluid passage 814, but allows hydraulic fluid flow from passage 814 to outlet port 812. In the second position, supply valve 830 allows hydraulic fluid flow from supply port 820 to passage 814, but prevents hydraulic fluid flow from passage to outlet port 812.
リセット弁840は、リセット・ピン842、リセット・ボール844、及び任意選択のリセットばね846を含むことができる。任意選択のリセットばね846は、リセット・ボール844を通路814内のその座に向かって付勢することができる。リセット・ボール844及び任意選択のリセットばね846は、流体が、低圧供給源の影響下で通路814からチャンバ816内へ流れることを許容するように構成される。チャンバ816への流体圧流体の流れは、機関弁200に向かって下方へピストン850に力を加えることができる。チャンバ816から通路814へリセット・ボール844を通過して戻る流体の流れは、それが、リセット・ピン842によって座から離れないなら及び座から離れるまで、リセット・ボールによって妨げられることができる。リセット・ピン842は、リセット・ボール844の下方に滑動可能に配置されることができる。リセット・ピン842は、リセット・ピンがリセット・ボールに対して上方に押されるとき、リセット・ボール844を選択的に座から離れるように構成されることができる。   The reset valve 840 can include a reset pin 842, a reset ball 844, and an optional reset spring 846. An optional reset spring 846 can bias the reset ball 844 toward its seat in the passage 814. Reset ball 844 and optional reset spring 846 are configured to allow fluid to flow from passage 814 into chamber 816 under the influence of a low pressure source. The hydraulic fluid flow into the chamber 816 can apply a force to the piston 850 downward toward the engine valve 200. Fluid flow returning from the chamber 816 to the passage 814 through the reset ball 844 can be blocked by the reset ball if it does not leave the seat by the reset pin 842 and until it leaves the seat. The reset pin 842 can be slidably disposed below the reset ball 844. The reset pin 842 can be configured to selectively move the reset ball 844 away from the seat when the reset pin is pushed upward relative to the reset ball.
ピストン850は、チャンバ816内に配置された上方部分、及び機関弁200又は機関弁ブリッジ210と接触して下方に延びるアーム852を含むことができる。任意選択のピストン止め854は、ハウジング810の外へのピストン850の下方移動を制限することができる。ピストン・アーム852は、弁ブリッジ210と接触するためにロッカー・アーム120にまたがることができる。図17は、ピストン850及びピストン・アーム852に対するロッカー・アーム120の関係を示す。図16に提供されるピストン850、ピストン・アーム852、及びロッカー・アーム120の図は、図17のおける切断線A−Aによって取られたこれら要素の図に対応する。   The piston 850 can include an upper portion disposed within the chamber 816 and an arm 852 that extends downwardly in contact with the engine valve 200 or the engine valve bridge 210. An optional piston stop 854 can limit the downward movement of the piston 850 out of the housing 810. The piston arm 852 can span the rocker arm 120 to contact the valve bridge 210. FIG. 17 shows the relationship of the rocker arm 120 to the piston 850 and the piston arm 852. The illustration of piston 850, piston arm 852, and rocker arm 120 provided in FIG. 16 corresponds to the view of these elements taken by section line AA in FIG.
図18を参照すると、図16に示される弁作動システム10は、曲線900、902、及び904によって示される弁作動を選択的に提供するために使用されることができる。機関動作中、弁作動900は、流体が通路814に提供されないように、供給弁830が第1の位置に維持されるときに提供されることができる。流体が、通路814に提供されないとき、ロッカー・アーム120が上方へ移動するにつれ、機関弁戻りばね(図示せず)の力に対して下方にピストン850を保持するために、チャンバ816内には十分な流体は無い。結果として、流体が、通路814に提供されないとき、機関弁運動は、カム110上の1つ以上の弁イベント・ローブ114の輪郭に対応する。弁イベント・ローブ114は、より早い弁閉鎖を提供するように事前設定されることができる。   Referring to FIG. 18, the valve actuation system 10 shown in FIG. 16 can be used to selectively provide valve actuation as indicated by curves 900, 902, and 904. During engine operation, valve actuation 900 can be provided when supply valve 830 is maintained in the first position such that no fluid is provided to passage 814. In the chamber 816, when fluid is not provided to the passage 814, the piston 850 is held downward against the force of the engine valve return spring (not shown) as the rocker arm 120 moves upward. There is not enough fluid. As a result, the engine valve motion corresponds to the contour of one or more valve event lobes 114 on the cam 110 when no fluid is provided to the passage 814. The valve event lobe 114 can be preset to provide faster valve closure.
弁作動曲線902によって示されるように比較的より遅い弁閉鎖は、流体が通路814及びチャンバ816に提供されるように、供給弁830を開放することによって提供されることができる。チャンバ816内の流体は、ピストン850を弁ブリッジ210と接触して下方へ延びさせる。ロッカー・アーム120が、カム110上のローブ114の影響下で、弁ブリッジ210上で下方に回転するにつれ、ピストン850は、下方に弁ブリッジにしたがうことができ、一方、チャンバ816は、低圧供給ポート820からの流体で充填され続ける。ピストン850は、ピストン止め854がさらなる下方移動を妨げるまで、弁ブリッジ210の下方変位にしたがうことができる。カム・ローブ114のピーク点906が、ロッカー・アーム120との接触点を通過した後、ロッカー・アームは、カム・ローブが基礎円に向かって低下するにつれ、弁ブリッジ210から離れて上方へ回転して戻る。可変弁アクチュエータ800の不在で、機関弁200は、点908で閉じるロッカー・アーム120の上方運動にしたがう。   A relatively slower valve closure, as indicated by the valve actuation curve 902, can be provided by opening the supply valve 830 so that fluid is provided to the passage 814 and the chamber 816. Fluid in chamber 816 extends piston 850 in contact with valve bridge 210 and extends downward. As the rocker arm 120 rotates downward on the valve bridge 210 under the influence of the lobe 114 on the cam 110, the piston 850 can follow the valve bridge downward, while the chamber 816 has a low pressure supply. Continue to fill with fluid from port 820. The piston 850 can follow the downward displacement of the valve bridge 210 until the piston stop 854 prevents further downward movement. After the peak point 906 of the cam lobe 114 passes the point of contact with the rocker arm 120, the rocker arm rotates upward away from the valve bridge 210 as the cam lobe drops toward the base circle. Then return. In the absence of variable valve actuator 800, engine valve 200 follows the upward movement of rocker arm 120 closing at point 908.
しかしながら、ピストン850の存在は、弁ブリッジ210及び機関弁200の上方移動を修正することができる。弁ブリッジ210が、ロッカー・アーム120で上方に戻るにつれ、それは、ピストン850に接触し、ピストン850は、次に流体をリセット弁840に向かって戻させ、且つリセット弁840を閉鎖するように力を受ける。ピストン850は、リセット弁840が閉鎖されると、所定位置に流体圧的に固定される。このように、ピストン850は、ロッカー・アーム120の連続する上方移動に関わらず、弁ブリッジ210及び機関弁200を固定位置に保持する。ピストン850が、所定位置に流体圧的に固定された後、ロッカー・アーム120は、それが、まずカム基礎円112に到達し、且つ次にリセット輪郭116に到達するまで、上方へ移動し続ける。ロッカーばね121は、ロッカー・アーム120がカム・リセット輪郭116に接触するとき、ロッカー・アーム120をリセット・ピン842に接触させて上方に付勢する。ロッカー・アーム120が、リセット・ピン842に上方に力を与えるにつれ、リセット・ピンは、リセット・ボール844を座から離し、且つチャンバ816内の流体は、低圧流体供給源へ通気することを可能にする。リセット・ボール844は、図18に示されるグラフの点910で座から離れる。流体がチャンバ816から通気されるにつれ、ピストン850は、機関弁200に作用する戻りばねの力によって上方に力を受け、機関弁200は、次に機関弁を閉鎖することを可能にする。チャンバ816に低圧流体圧流体を選択的に提供することによって、機関弁200は、図18に曲線902によって示されるように、より遅い弁閉鎖を経験することができる。   However, the presence of the piston 850 can correct the upward movement of the valve bridge 210 and the engine valve 200. As the valve bridge 210 returns upward at the rocker arm 120, it contacts the piston 850, which in turn forces the fluid back toward the reset valve 840 and closes the reset valve 840. Receive. Piston 850 is fluidly fixed in place when reset valve 840 is closed. Thus, the piston 850 holds the valve bridge 210 and the engine valve 200 in a fixed position regardless of the continuous upward movement of the rocker arm 120. After the piston 850 is hydraulically locked in place, the rocker arm 120 continues to move upward until it first reaches the cam base circle 112 and then reaches the reset contour 116. . The rocker spring 121 biases the rocker arm 120 in contact with the reset pin 842 when the rocker arm 120 contacts the cam reset contour 116. As the rocker arm 120 exerts an upward force on the reset pin 842, the reset pin moves the reset ball 844 away from the seat and the fluid in the chamber 816 can vent to the low pressure fluid source. To. The reset ball 844 leaves the seat at point 910 in the graph shown in FIG. As fluid is vented from chamber 816, piston 850 is forced upward by the force of the return spring acting on engine valve 200, which in turn allows engine valve 200 to close. By selectively providing low pressure hydraulic fluid to chamber 816, engine valve 200 can experience slower valve closure, as shown by curve 902 in FIG.
図18に曲線904によって示されるまだ遅い弁閉鎖は、図16に示される任意選択のピストン止め854を排除することによって提供されることができる。ピストン止め854の排除は、カム・ローブ114のピーク点906への全ての方向で弁ブリッジ210にしたがうピストン850を結果として生じる。カムが、ピーク点906から離れて回転するにつれ、ピストン850は、直ちに所定位置に固定され、且つ曲線904によって示される弁運動を結果として生じる。   A still slow valve closure illustrated by curve 904 in FIG. 18 can be provided by eliminating the optional piston stop 854 illustrated in FIG. The elimination of the piston stop 854 results in the piston 850 following the valve bridge 210 in all directions to the peak point 906 of the cam lobe 114. As the cam rotates away from the peak point 906, the piston 850 immediately locks in place and results in the valve motion indicated by the curve 904.
同様の参照特徴が同様の要素を参照する図19を参照すると、可変弁アクチュエータ800が、図16で示されるシステムから修正される。図19に示される本発明の実施例において、リセット弁840は、ピストン850に組み込まれる。内部通路856が、ピストン850内に提供される。内部通路856によって、流体圧流体が、ハウジング通路814とピストン・チャンバ816との間に流れることができる。リセット・ピストン842は、ピストン850を通って延びる垂直通路内に滑動可能に配置される。リセット・ピストン842は、ピストン・アーム852間でピストン850の外に延びる下方部分を含む。リセット・ピストン842は、リセット・ディスク858を開放するように構成された上方部分も含む。リセット・ディスク858は、ピストン850の上方のチャンバ816内に提供される。任意選択のばね(図示せず)が、リセット・ディスクをピストン850に向かって付勢するために使用されることができる。   Referring to FIG. 19 where like reference features refer to like elements, variable valve actuator 800 is modified from the system shown in FIG. In the embodiment of the present invention shown in FIG. 19, the reset valve 840 is incorporated into the piston 850. An internal passage 856 is provided in the piston 850. Internal passage 856 allows hydraulic fluid to flow between housing passage 814 and piston chamber 816. The reset piston 842 is slidably disposed in a vertical passage extending through the piston 850. Reset piston 842 includes a lower portion that extends out of piston 850 between piston arms 852. The reset piston 842 also includes an upper portion configured to open the reset disk 858. A reset disk 858 is provided in the chamber 816 above the piston 850. An optional spring (not shown) can be used to bias the reset disk toward the piston 850.
図19に示される本発明の実施例は、図16に示される本発明の実施例とほぼ同じ方法で機能的に動作する。流体圧流体が、通路814及びチャンバ816に供給されないとき、弁運動900が作られる(図18に示されるように)。弁作動曲線902及び904で示されるように比較的遅い弁閉鎖は、流体が、通路814、内部通路856、及びチャンバ816に提供されるように、供給弁830を開放することによって提供されることができる。チャンバ816内の流体は、ピストン850を弁ブリッジ210と接触させて下方に延ばさせる。ロッカー・アーム120が、カム110上のローブ114の影響下で、弁ブリッジ210上で下方に回転するにつれ、ピストン850は、下方に弁ブリッジにしたがうことができ、一方、チャンバ816は、低圧供給ポート820からの流体で充填され続ける。カム輪郭上のピーク点906の後で、弁ブリッジ210は、ロッカー・アーム120で上方に戻り、且つピストン850と接触し、ピストン850は、次にリセット・ディスク858に向かって流体を戻すように力を加え、且つリセット・ディスク858を閉鎖する。ピストン850は、リセット・ディスク858を閉鎖されると、所定位置に流体圧的に固定される。このように、ピストン850は、ロッカー・アーム120の連続する上方移動に関わらず、弁ブリッジ210及び機関弁200を固定位置に保持する。ピストン850が、所定位置に流体圧的に固定された後、ロッカー・アーム120は、それが、まずカム基礎円112に到達し、且つ次にリセット輪郭116に到達するまで、上方へ移動し続ける。ロッカーばね121は、ロッカー・アーム120がカム・リセット輪郭116に接触するとき、ロッカー・アーム120をリセット・ピン842に接触させて上方に付勢する。ロッカー・アーム120が、リセット・ピン842に上方に力を与えるにつれ、リセット・ピンは、リセット・ディスク858を座から離し、且つチャンバ816内の流体は、低圧流体供給源を通気することを可能にする。リセット・ディスク858は、図18に示されるグラフの点910で座から離れる。流体がチャンバ816から通気されるにつれ、ピストン850は、機関弁200に作用する戻りばねの力によって上方に力を受け、機関弁200は、次に機関弁を閉鎖することを可能にする。   The embodiment of the invention shown in FIG. 19 operates functionally in much the same way as the embodiment of the invention shown in FIG. When hydraulic fluid is not supplied to passage 814 and chamber 816, valve motion 900 is created (as shown in FIG. 18). A relatively slow valve closure, as shown by valve actuation curves 902 and 904, is provided by opening the supply valve 830 so that fluid is provided to the passage 814, the internal passage 856, and the chamber 816. Can do. Fluid in chamber 816 causes piston 850 to contact valve bridge 210 and extend downward. As the rocker arm 120 rotates downward on the valve bridge 210 under the influence of the lobe 114 on the cam 110, the piston 850 can follow the valve bridge downward, while the chamber 816 has a low pressure supply. Continue to fill with fluid from port 820. After the peak point 906 on the cam profile, the valve bridge 210 returns upward with the rocker arm 120 and contacts the piston 850, which then returns the fluid toward the reset disk 858. Apply force and close the reset disk 858. Piston 850 is hydraulically fixed in place when reset disk 858 is closed. Thus, the piston 850 holds the valve bridge 210 and the engine valve 200 in a fixed position regardless of the continuous upward movement of the rocker arm 120. After the piston 850 is hydraulically locked in place, the rocker arm 120 continues to move upward until it first reaches the cam base circle 112 and then reaches the reset contour 116. . The rocker spring 121 biases the rocker arm 120 in contact with the reset pin 842 when the rocker arm 120 contacts the cam reset contour 116. As the rocker arm 120 applies an upward force to the reset pin 842, the reset pin moves the reset disk 858 away from the seat and the fluid in the chamber 816 can vent the low pressure fluid supply. To. The reset disk 858 leaves the seat at point 910 in the graph shown in FIG. As fluid is vented from chamber 816, piston 850 is forced upward by the force of the return spring acting on engine valve 200, which in turn allows engine valve 200 to close.
本発明の他の実施例は、同様の参照特徴が同様の要素を参照する図20に示される。弁作動システム10は、ロッカー・アーム120、ロッカー・アームに運動を与える手段(図示せず)、1つ以上の機関弁200、及び内部排気ガス再循環のために可変弁作動を提供するための弁アクチュエータ900を含むことができる。   Another embodiment of the invention is shown in FIG. 20 where like reference features refer to like elements. The valve actuation system 10 provides a rocker arm 120, means for imparting motion to the rocker arm (not shown), one or more engine valves 200, and variable valve actuation for internal exhaust gas recirculation. A valve actuator 900 can be included.
弁アクチュエータ900は、その内に形成されたピストン孔912を有する固定ハウジング910内に設けられることができる。流体圧流体の供給通路914は、ハウジング910を通って延びることができ、且つピストン孔912の上方端部で終端する。逆止弁930は、流体供給通路914からピストン孔912へ一方向の流体流れだけを主に可能にするように、供給通路914内に配置されることができる。例えば低速ソレノイド弁などの制御弁940は、通路を通る流体の流れを制御するように、供給通路914に接続されることができる。コントローラ400は、必要に応じて供給通路914に流体を供給するために制御弁940に命令することができる。抽気オリフィス950は、高圧流体が、ピストン孔912と逆止弁930との間の供給通路914の外に抽気することを可能にするために提供されることができる。   The valve actuator 900 can be provided in a fixed housing 910 having a piston hole 912 formed therein. A hydraulic fluid supply passage 914 can extend through the housing 910 and terminates at the upper end of the piston hole 912. The check valve 930 can be disposed in the supply passage 914 to primarily allow only one-way fluid flow from the fluid supply passage 914 to the piston hole 912. A control valve 940, such as a low speed solenoid valve, can be connected to the supply passage 914 to control the flow of fluid through the passage. The controller 400 can command the control valve 940 to supply fluid to the supply passage 914 as needed. A bleed orifice 950 can be provided to allow high pressure fluid to bleed out of the supply passage 914 between the piston hole 912 and the check valve 930.
EGRピストン920は、ピストン孔912内に滑動可能に配置される。ピストン920に動作可能に接続されたばね922は、ロッカー・アーム120から離れてピストン920を付勢する。保持リング924は、所定の距離にピストン920の下方の延長を制限することができる。   The EGR piston 920 is slidably disposed in the piston hole 912. A spring 922 operably connected to the piston 920 biases the piston 920 away from the rocker arm 120. The retaining ring 924 can limit the downward extension of the piston 920 to a predetermined distance.
図20に示される本発明の実施例は、排気ガス再循環弁イベントのための選択的な可変リフトを提供するために以下のように動作されることができる。EGRが必要であるとき、制御弁940は作動され、油は、制御弁940及び逆止弁930を通ってピストン孔912へ流れることが許容される。結果としての油圧力は、ピストン920をロッカー・アーム120に対して外に押す。ロッカー・アームが回転するにつれ、弁200を作動し、ピストン920は、弁運動にしたがい、且つピストン920が保持リング924に当たるまで下方に移動し続ける。   The embodiment of the invention shown in FIG. 20 can be operated as follows to provide a selective variable lift for an exhaust gas recirculation valve event. When EGR is required, the control valve 940 is activated and oil is allowed to flow through the control valve 940 and check valve 930 to the piston hole 912. The resulting oil pressure pushes the piston 920 out against the rocker arm 120. As the rocker arm rotates, the valve 200 is actuated and the piston 920 continues to move downward as the valve moves and until the piston 920 strikes the retaining ring 924.
ロッカー・アームが戻り始めるにつれ、ピストン上の油圧力は、機関弁200を開放して維持するのに十分であり、且つ排気ガス再循環イベントを作る。しかしながら、ピストン上の流体は、抽気オリフィス950を通って遅く通気することを許容する。図22を参照すると、高圧流体が抽気オリフィス950を通って通気するときに提供される弁運動は、曲線902によって示される。   As the rocker arm begins to return, the oil pressure on the piston is sufficient to keep the engine valve 200 open and create an exhaust gas recirculation event. However, fluid on the piston is allowed to vent slowly through the bleed orifice 950. With reference to FIG. 22, the valve motion provided when high pressure fluid vents through the bleed orifice 950 is illustrated by curve 902.
同様の参照特徴が同様の要素を参照する図21を参照すると、弁アクチュエータ900はわずかに異なる排気ガス再循環弁リフトを提供するために、図20に示されるシステムとはわずかに異なる。弁アクチュエータ900は、抽気オリフィス950の代わりに供給通路914に接続される切り替え弁950を含む。排気ガス再循環動作中、ピストン920は、切り替え弁950が作動されるまで、弁200を開放したままにする。この点で、ピストン孔912と逆止弁930との間の供給通路内の流体は、切り替え弁950を通って解放されることができる。図22を参照すると、切り替え弁950を介して通気される流体として提供される弁運動は、曲線904によって示される。   Referring to FIG. 21 where similar reference features refer to similar elements, the valve actuator 900 is slightly different from the system shown in FIG. 20 to provide a slightly different exhaust gas recirculation valve lift. The valve actuator 900 includes a switching valve 950 connected to the supply passage 914 instead of the bleed orifice 950. During the exhaust gas recirculation operation, the piston 920 keeps the valve 200 open until the switching valve 950 is actuated. At this point, fluid in the supply passage between the piston hole 912 and the check valve 930 can be released through the switching valve 950. With reference to FIG. 22, the valve motion provided as fluid vented through the switching valve 950 is illustrated by curve 904.
本発明の変形及び修正が、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく行われることができることは当業者には明らかである。したがって、本発明は、それらが添付の請求項及びそれらの等価物の範囲内に入るなら、そのような本発明の変形及び修正のすべてを包含することが意図される。   It will be apparent to those skilled in the art that variations and modifications of the present invention can be made without departing from the scope or spirit of the invention. Accordingly, the present invention is intended to embrace all such alterations and modifications of the present invention provided they fall within the scope of the appended claims and their equivalents.
本発明の第1の実施例による弁作動システムの概略図である。1 is a schematic view of a valve actuation system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例による、より早い吸気弁閉鎖(EIVC)を含む排気弁及び吸気弁イベントの弁リフト図である。FIG. 4 is a valve lift diagram of exhaust valve and intake valve events including earlier intake valve closure (EIVC), according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例による4行程機関制動を有する機関に関するP−V図である。FIG. 5 is a PV diagram for an engine with four stroke engine braking according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例による、より遅い吸気弁開放(LIVO)を含む排気弁及び吸気弁イベントの弁リフト図である。FIG. 6 is a valve lift diagram of exhaust valve and intake valve events including slower intake valve opening (LIVO), according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例による、より早い排気弁開放(EEVO)を含む排気弁及び吸気弁イベントの弁リフト図である。FIG. 6 is a valve lift diagram of exhaust valve and intake valve events including earlier exhaust valve opening (EEVO), according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例による、より早い排気弁閉鎖(EEVC)を含む排気弁及び吸気弁イベントの弁リフト図である。FIG. 6 is a valve lift diagram of exhaust valve and intake valve events including earlier exhaust valve closure (EEVC), according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例による、行程制限された排気弁リフトを含む排気弁及び吸気弁イベントの弁リフト図である。FIG. 6 is a valve lift diagram of exhaust valve and intake valve events including stroke limited exhaust valve lift, according to an embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施例による弁作動システムの概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a valve actuation system according to a second embodiment of the present invention. 図8に示された弁作動システムによる弁リフト図である。FIG. 9 is a valve lift diagram according to the valve actuation system shown in FIG. 8. 本発明の第3の実施例による弁作動システムの概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a valve actuation system according to a third embodiment of the present invention. 図10に示された弁作動システムによる弁リフト図である。FIG. 11 is a valve lift diagram according to the valve actuation system shown in FIG. 10. 本発明の第4の実施例による弁作動システムの概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a valve actuation system according to a fourth embodiment of the present invention. 図12に示された弁作動システムによる弁リフト図である。FIG. 13 is a valve lift diagram according to the valve actuation system shown in FIG. 12. 本発明の第5の実施例による弁作動システムの概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a valve actuation system according to a fifth embodiment of the present invention. 図14に示された弁作動システムによる弁リフト図である。FIG. 15 is a valve lift diagram according to the valve actuation system shown in FIG. 14. 本発明の第6の実施例による弁作動システムの概略図である。FIG. 7 is a schematic view of a valve actuation system according to a sixth embodiment of the present invention. 図16に示された弁作動システムの一部の側面図である。FIG. 17 is a side view of a portion of the valve actuation system shown in FIG. 16. 図16及び図17に示される弁作動システムによる弁リフト図及びカム輪郭である。FIG. 18 is a valve lift diagram and cam profile according to the valve actuation system shown in FIGS. 本発明の第7の実施例による弁作動システムの概略図である。FIG. 9 is a schematic view of a valve actuation system according to a seventh embodiment of the present invention. 本発明の第8の実施例による弁作動システムの概略図である。FIG. 10 is a schematic view of a valve actuation system according to an eighth embodiment of the present invention. 本発明の第9の実施例による弁作動システムの概略図である。It is the schematic of the valve operating system by the 9th Example of this invention. 図20及び図21に示される弁作動システムによる弁リフト図である。FIG. 22 is a valve lift diagram of the valve actuation system shown in FIGS. 20 and 21.

Claims (18)

  1. 機関弁イベントを生じるために内燃機関における機関弁を作動させるためのシステムであって、
    運動を与える手段と、
    前記運動を与える手段及び前記機関弁の間に配置されるハウジングと、
    前記ハウジングを該ハウジングの中心軸方向に延びる孔と、
    その中に形成された空洞と該空洞から外側ピストンの外表面に延びる外側ピストン通路を有し、前記ハウジング内に形成された前記孔内に滑動可能に配置された外側ピストンであって、該外側ピストンが、運動を与える手段に接触する表面を有している、外側ピストンと、
    前記外側ピストンの空洞内に滑動可能に配置された内側ピストンと、
    前記外側ピストン通路と連通するようになっており、前記孔の第1の点に前記ハウジングを介して延びる供給通路と、
    前記供給通路と連結される逆止弁と、
    前記外側ピストン通路と連通するようになっており、前記孔の第2の点に前記ハウジングを介して延びるリセット通路であって、該リセット通路は、前記孔に沿って前記供給通路から軸方向に離れており、前記外側ピストン通路は、一度に、前記第1の点と前記第2の点のうちのいずれか1つだけと連通することができる、リセット通路と、
    2つ以上の位置を有し、前記外側ピストン通路と、前記供給通路と前記リセット通路のいずれか1つを介して、前記外側ピストンの空洞と連通する弁であって、前記弁の前記位置は、前記機関弁イベントのタイミングを決定するようになっている、弁とを有するシステム。
    A system for actuating an engine valve in an internal combustion engine to cause an engine valve event,
    Means to give exercise,
    A housing disposed between the means for imparting motion and the engine valve;
    A hole extending in the direction of the central axis of the housing;
    An outer piston having a cavity formed therein and an outer piston passage extending from the cavity to an outer surface of the outer piston, and slidably disposed in the bore formed in the housing, An outer piston, the piston having a surface in contact with the means for imparting motion;
    An inner piston slidably disposed within a cavity of the outer piston;
    A supply passage that communicates with the outer piston passage and extends through the housing to a first point of the hole;
    A check valve connected to the supply passage;
    A reset passage that communicates with the outer piston passage and extends through the housing to a second point of the hole, the reset passage extending axially from the supply passage along the hole. are separated, the outer piston passages, at a time may be in communication with only one of said first point and said second point, and the reset passage,
    A valve having two or more positions and communicating with the cavity of the outer piston via one of the outer piston passage, the supply passage and the reset passage, wherein the position of the valve is And a valve adapted to determine the timing of the engine valve event.
  2. 前記弁の前記位置は、前記機関弁の開放タイミングを決定する請求項1に記載のシステム。   The system according to claim 1, wherein the position of the valve determines an opening timing of the engine valve.
  3. 前記弁の前記位置は、前記機関弁の閉鎖タイミングを決定する請求項1に記載のシステム。   The system according to claim 1, wherein the position of the valve determines a closing timing of the engine valve.
  4. 前記供給通路は、前記外側ピストンの空洞に流体圧流体を供給するように構成された供給通路であり、
    前記リセット通路は、前記外側ピストンの空洞から流体圧流体を解放するように構成されたリセット通路である請求項1に記載のシステム。
    The supply passage is a supply passage configured to supply hydraulic fluid to a cavity of the outer piston;
    The system of claim 1, wherein the reset passage is a reset passage configured to release hydraulic fluid from a cavity of the outer piston.
  5. 前記弁は、前記供給通路内に配置される請求項4に記載のシステム。   The system of claim 4, wherein the valve is disposed in the supply passage.
  6. 前記弁の前記位置は、前記機関弁の閉鎖タイミングを決定する請求項5に記載のシステム。   The system according to claim 5, wherein the position of the valve determines a closing timing of the engine valve.
  7. 前記弁は、前記リセット通路内に配置される請求項4に記載のシステム。   The system of claim 4, wherein the valve is disposed in the reset passage.
  8. 前記弁の前記位置は、前記機関弁の開放タイミングを決定する請求項7に記載のシステム。   The system according to claim 7, wherein the position of the valve determines an opening timing of the engine valve.
  9. 前記弁に動作可能に接続されるコントローラをさらに備える請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, further comprising a controller operably connected to the valve.
  10. 前記供給通路は、前記リセット通路に動作可能に接続される請求項4に記載のシステム。   The system of claim 4, wherein the supply passage is operatively connected to the reset passage.
  11. 前記弁は、二方向切り替え弁を備える請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the valve comprises a two-way switching valve.
  12. 前記弁は、三方向切り替え弁を備える請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the valve comprises a three-way switching valve.
  13. 前記機関弁イベントは、主吸気弁イベント、主排気弁イベント、圧縮解放制動弁イベント、抽気制動弁イベント、及び排気ガス再循環弁イベントからなる群から選択される機関弁イベントを含む請求項1に記載のシステム。   The engine valve event includes an engine valve event selected from the group consisting of a main intake valve event, a main exhaust valve event, a compression release brake valve event, an extraction brake valve event, and an exhaust gas recirculation valve event. The system described.
  14. 機関弁イベントを生じるために内燃機関における機関弁を作動させるためのシステムであって、
    運動を与える手段と、
    前記運動を与える手段及び前記機関弁の間に配置されるハウジングと、
    前記機関弁から遠い点から前記機関弁に近接する点まで前記ハウジングを該ハウジングの中心軸方向に延びる孔と、
    その中に形成された空洞と該空洞から外側ピストンの外表面に延びる外側ピストン通路を有し、前記ハウジング内に形成された前記孔内に滑動可能に配置された外側ピストンと、
    前記外側ピストンの空洞内に滑動可能に配置された内側ピストンと、
    前記孔の軸に沿って、第1の点で前記ハウジングを介して前記孔に延びる供給通路であって、前記外側ピストンの空洞に流体圧流体を供給するように構成された供給通路と、
    前記孔の軸に沿って、第2の点で前記ハウジングを介して前記孔に延びるリセット通路であって、前記第2の点は、前記第1の点よりも機関弁に近く、該リセット通路は、前記外側ピストンの空洞から流体圧流体を解放するように構成されたリセット通路と、
    前記供給通路または前記リセット通路を介して前記外側ピストンの空洞に流体連通する切り替え弁であって、該切り替え弁が第1位置と第2位置を有しており、前記切り換え弁の前記位置は、前記機関弁イベントのタイミングを決定する、システム。
    A system for actuating an engine valve in an internal combustion engine to cause an engine valve event,
    Means to give exercise,
    A housing disposed between the means for imparting motion and the engine valve;
    A hole extending in the central axis direction of the housing from a point far from the engine valve to a point close to the engine valve;
    An outer piston having a cavity formed therein and an outer piston passage extending from the cavity to the outer surface of the outer piston, and slidably disposed within the bore formed in the housing;
    An inner piston slidably disposed within a cavity of the outer piston;
    A supply passage extending along the axis of the hole through the housing at a first point to the hole, the supply passage configured to supply hydraulic fluid to the cavity of the outer piston;
    A reset passage extending along the axis of the hole through the housing at a second point to the hole, the second point being closer to the engine valve than the first point, the reset passage A reset passage configured to release hydraulic fluid from the cavity of the outer piston;
    A switching valve in fluid communication with the cavity of the outer piston via the supply passage or the reset passage, the switching valve having a first position and a second position, and the position of the switching valve is: A system for determining the timing of the engine valve event.
  15. 前記切り換え弁は、流体圧流体源と前記孔の間で、前記供給通路内に配置される請求項14に記載のシステム。   The system of claim 14, wherein the switching valve is disposed in the supply passage between a hydraulic fluid source and the hole.
  16. 前記切り換え弁の前記位置は、前記機関弁の閉鎖タイミングを決定する請求項15に記載のシステム。   The system according to claim 15, wherein the position of the switching valve determines a closing timing of the engine valve.
  17. 前記切り換え弁は、前記リセット通路に沿って配置される請求項14に記載のシステム。   The system according to claim 14, wherein the switching valve is disposed along the reset passage.
  18. 前記切り換え弁の前記位置は、前記機関弁の開放タイミングを決定する請求項17に記載のシステム。   The system according to claim 17, wherein the position of the switching valve determines an opening timing of the engine valve.
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